第十章 第3节 物体的浮沉条件及应用（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年八年级物理下册同步备课（人教版2024）

物体的浮沉条件及应用 第3节 第十章 浮力 魔术：听话的小瓶 这其中有什么原理呢？如何去控制物体的浮与沉呢？ 观察与思考 衔接：昨天老师习得一仙术，特地来给同学们展示一下（最好亲手做一个浮沉子）。同学们请看，老师能用意念操控这个小瓶子，同学们信不信？那么老师就要表演了……（还可以让学生来说上浮还是下沉，动手进行演示） 知道物体的浮沉与密度的关系。（重点） 02 知道物体的浮沉取决于浮力与重力的大小关系。（重点） 01 知道人类从远古时候就开始利用浮力。 03 知道潜水艇、轮船、密度计等浮沉条件的应用。（重点） 04 学习目标 猜猜为什么会出现这种情况？这样做之后影响了物体所受的什么力？ 活动：将三个乒乓球按入水中（一个充满沙，一个中空，一个部分有沙），松开手后，观察乒乓球的状况。 一、物体的浮沉条件 衔接：我们的身边有很多物体，当它们浸入水中的时候都会受到浮力的作用，但是物体在水中的浮沉情况是一样的吗？（不一样，有的上浮有的下沉）同学们想想，乒乓球放入水中的情况会是怎样的？上浮。老师这里有三个乒乓球，看着是一样的，现在按入水中观察乒乓球的状况。（提前准备好：一个充满水，会悬浮；一个充满盐水，用蜡封住，会下沉；一个不做处理，会上浮）。 问题回答：往里面灌东西了；重力（导致三个乒乓球出现了不同的样子） 我们想改变物体浮沉情况最简单的第一个做法就是改变物体的重力。 上浮 悬浮 下沉 上浮： 悬浮： 下沉： F浮＞G F浮＝G F浮＜G v v G F浮 G F浮 G F浮 动手试一试：分别画出三颗球的受力示意图。 合力：竖直向上 合力为0 合力:竖直向下 一、物体的浮沉条件 衔接：我们来看这样一幅图，这就是刚才三个乒乓球在水中的情况。第一种情况我们把它叫做上浮，第二个种情况我们把它叫做悬浮，第三种情况我们把它叫做下沉。（结合它们的运动状态，根据二力平衡讲解一下它们是否受平衡力。） 那么现在你能画出它们的受力示意图吗？（根据受力示意图得出物体的沉浮条件） 那么我们通过分析可以得到：…… v v 漂浮 沉底 漂浮： F浮＝ G 沉底： F浮＜ G G F浮 G F浮 F支 动手试一试：画出漂浮和沉底时的受力示意图。 一、物体的浮沉条件 衔接：你们再看看（再演示一遍刚才的实验），上浮的物体会一直上浮吗？（不会），上浮到什么时候就不再上浮了？（在水面上的时候）。这种状态我们把它叫做漂浮。下沉的物体会一直下沉吗？（不会），下沉到什么时候就不再下沉了？（下沉到水槽底的时候）。这种状态我们把它叫做沉底。 结合它们的运动状态，根据二力平衡讲解一下漂浮和沉底是否受平衡力。 那么现在你能画出它们的受力示意图吗？（得出两种结果的受力情况。分析漂浮和悬浮两者的区别（浸入体积）） 那么我们通过分析可以得到：…… 泡沫块 橡胶鸭子 金戒指 铁钥匙 木块 石头 思考：哪些物体会上浮，哪些物体会下沉？ 上浮和下沉的物体各有什么共同特征？ 一、物体的浮沉条件 衔接：大家再来看这么一张图，你能根据你的生活经验判断出这幅图里面的哪些物体会上浮，哪些物体会下沉吗？（泡沫、鸭子、木块会上浮；金戒指、铁钥匙、石头会上浮） 你们知道它们受到的重力吗？你们知道他们受到的浮力吗？（不知道）诶，那么问题来了，我们是如何判断出物体的沉浮的呢？不论体积大小刚才这些物体都在上浮或下沉。想想下沉的物体有什么特征？（回答比较大，这里要引导比谁大 水 ）。 到这里我们就发现原来判断物体的上浮和下沉不知道浮力和重力，只需要知道它的密度，你就能得出这个物体沉还是浮。物体的密度和液体的密度满足什么大小关系时，物体会上浮或者下沉呢？ 上浮： F浮＞ G 悬浮： F浮＝ G 下沉： F浮＜ G ρ液 ρ物 提示 浮力：F浮=ρ液V排g 重力：G=mg=ρ物V物g 浸没：V排=V物 ρ液＞ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＜ρ物 那么利用好这个原理我们就能掌握物体的浮沉方法了！ 一、物体的浮沉条件 衔接：接下来我们通过浮力和重力之间的关系来进行一下推导物体密度与液体密度的大小关系，来证明我们的猜想。我们先列出刚才上浮和下沉以及悬浮时重力和浮力之间的关系。 我给大家一个提示，有谁能推导一下？（请同学们一起推导并邀请同学上来展示） （讲解刚才的三个乒乓球的沉浮情况与密度的关系进行解密。） 演示实验： 盐水浮鸡蛋 一、物体的浮沉条件 衔接：现在我们通过实验来验证一下刚才的结论。……加盐，这是为了增大液体的密度，鸡蛋上浮说明了此时盐水的密度大于鸡蛋的密度。 （也可以刚好调制盐水让鸡蛋悬浮，让学生回答让鸡蛋上浮和下沉分别该怎么做。） 上浮 悬浮 下沉 漂浮 沉底 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 F支 F浮＞G ρ液＞ρ物 F浮=G ρ液=ρ物 F浮<G ρ液＜ρ物 F浮=G ρ液＞ρ物 F浮＜G ρ液＜ρ物 一、物体的浮沉条件 衔接：我们一起来总结一下。 如图所示，甲、乙两物体静止在水中（ ） A.两物体受到的浮力一定相等 B.两物体受到的浮力不等，甲物体受到的浮力大 C.两物体的密度不等，乙物体的密度大 D.两物体的重力不等，乙物体的重力大 甲 乙 C 例题 利用树干漂流 早期的独木舟 二、浮力的应用 衔接：学习了这些知识之后，我们的最终目的是把这些知识利用到生活中。我们来接着看一看浮力在生活中的应用。人类从远古时期就开始利用浮力了，最开始就是抱住一根木头进行漂流。后来人们发明了船，可以承载更多的人与物。同学们知道在早些时候的船是用什么做的吗？（木头）木头的密度比水？（小）利用木头人们更容易早出船来。 比如这是最早的独木舟。 1405年，永乐帝朱棣派遣郑和率领船队七次出使西洋，所历三十余国。船队中最大的主船长约147m，是当时世界上最大的船。 衔接：在明朝，我国的古代造船技术达到了巅峰，造出了早期的巨轮——郑和宝船。 （郑和下西洋是中国古代规模最大、船只和海员最多、时间最久的海上航行） 轮船 辽宁舰 福建舰 二、浮力的应用 衔接：到了现代，人们开始用钢铁来造船。按照我们的刚才的学习，铁的密度比水大，放入水中会下沉。可是它仍然可以漂浮在水面上，这是为什么呢？接着我们来通过一个活动来亲自体验一下其中的奥妙。 冠军组的小船有什么特点？ 活动：想办法让橡皮泥漂浮在水面上，并让橡皮泥承载“货物”，比比哪个小组的小船装得更多。 二、浮力的应用 衔接：我们来进行这样一场比赛(每个小组的橡皮泥应该一样多)。…… （学生发现船做得很深，很宽大，排开水的体积也很大。增大这个体积就能增大浮力。） 轮船的原理：制成空心，使其排开液体的体积(V排)增大，从而增大浮力。 排水量：表示船舶尺度大小的重要指标，是指满载时排开的水的质量。 远洋货轮的排水量可达30万吨 F浮=G排= m排g= (m船+m货)g m船+m货= m排 对于轮船有： 二、浮力的应用 衔接：只要把船做成空心，尽可能深一点，这样排开液体的体积越大，受到的浮力也就越大。我们还可以从密度的角度来理解，制成空心之后，船的体积不变，但是平均密度会比较小，小于水，因此会浮起来。…… 关于轮船，还有一个术语叫做排水量。比如说我们的航母辽宁舰排水量是6.5w吨，这是什么意思呢？我们来看…… 潜水艇 潜水艇的原理：改变自身重力。 二、浮力的应用 衔接：还有利用浮沉条件工作的典例是潜艇。接着我们看一下潜水艇是如何上浮和下沉的。（讲解上课前所做的浮沉子的原理） 气球和飞艇 热气球 氦气球 氦气球 气球和飞艇的原理：充入密度小于空气的气体，使它受到的浮力大于重力。 若要使热气球、氦气球、飞艇落回地面应该采取什么方法？ 二、浮力的应用 衔接：浸在其他中的物体也会受到浮力，如果气球中充的是密度小于空气的气体，那么气球就可以飘在空中了。…… 活动：取一个塑料袋，袋口朝下，用酒精灯加热里面的空气，放手后，观察现象。 孔明灯就是利用这一原理飞行的 二、浮力的应用 衔接：最末我们模拟一下热气球升空的原理，使塑料袋飞起来！…… 我们的祖先也很早就应用了气体中的浮力，比如说孔明灯。 载重线：船舶在允许的最大载重情况时水面位置的水平线。 思考：标有“W”表示冬季海水载重线，“S”表示夏季海水载重线，你能说说冬季和夏季时的海水密度谁更大吗？ 拓展与延伸 拓展：轮船的船身上一般还标有一些刻度，同学们知道是什么吗？（船舶载重线，是指勘绘于船中两舷外板上以确定船舶在不同区带、区域和季节期航行所允许达到的满载水线。中国《船舶与海上法定检验技术规则》对国际和非国际航线船舶的载重线标志的勘绘有所规定。位于标准海水或标准淡水水域中的船舶，当其船中吃水超过规定载重线上边缘时，则表明该船已处于超载状态,其结果造成储备浮力减小，航行的安全性得不到保障，海事监督机构可禁止其离港航行） 但是各地区，各季节的水的密度略有差异，这就导致了海水的载重线会发生变化。（根据F浮=ρ液gV排可得，船的重量不变，处于漂浮状态，因此冬季和夏季时受到浮力一样。又因为冬季载重线较低，说明船身位于水面下部位较少，V排较小，那么则冬季的ρ液应当较大，这样冬季和夏季时受到浮力才会一样） 自学P76“密度计”的内容，了解密度计的作用及工作原理。 自主学习 拓展：轮船的船身上一般还标有一些刻度，同学们知道是什么吗？（船舶载重线，是指勘绘于船中两舷外板上以确定船舶在不同区带、区域和季节期航行所允许达到的满载水线。中国《船舶与海上法定检验技术规则》对国际和非国际航线船舶的载重线标志的勘绘有所规定。位于标准海水或标准淡水水域中的船舶，当其船中吃水超过规定载重线上边缘时，则表明该船已处于超载状态,其结果造成储备浮力减小，航行的安全性得不到保障，海事监督机构可禁止其离港航行） 但是各地区，各季节的水的密度略有差异，这就导致了海水的载重线会发生变化。（根据F浮=ρ液gV排可得，船的重量不变，处于漂浮状态，因此冬季和夏季时受到浮力一样。又因为冬季载重线较低，说明船身位于水面下部位较少，V排较小，那么则冬季的ρ液应当较大，这样冬季和夏季时受到浮力才会一样） 物体的浮沉条件及应用 上浮 F浮>G物（合力：竖直向上）、ρ液>ρ物 F浮<G物（合力：竖直向下）、ρ液<ρ物 F浮=G物（合力为0）、ρ液>ρ物 F浮=G物、ρ液=ρ物 F浮<G物、ρ液<ρ物 下沉 漂浮 悬浮 沉底 应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇、密度计 课堂小结 1.将120 g的物体浸没在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出了100 mL的水。自由释放后，该物体将（　　 ） A.上浮 B.悬浮 C.沉至杯底 D.无法确定 2.把重为5 N，体积为0.6 dm3的物体没入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（　　 ） A.物体悬浮，浮力为6 N B.物体漂浮，浮力为5 N C.物体下沉，浮力为6 N D.物体上浮，浮力为6 N B C 课堂练习 3.三个体积相同而材料不同的小球A、B、C在水中静止时的情况如图所示，若它们的重力和浮力分别为GA、GB、GC和FA、FB、FC，则下列判断正确的是（　　） A.GA＞GB═GC B.GA＜GB═GC C.FA＞FB＞FC D.FA＜FB═FC D A B C 课堂练习 4.盐水选种是我国农民常采用的选种方法。将种子放入浓度适当的盐水中，良种会沉入水底，次种会漂浮于水面。选种时，盐水浓度的把握很重要，如果盐水的浓度太低，则可能出现的现象是________________________，原因是________________________________。 只有少量次种漂浮 部分次种的密度大于盐水，会下沉 课堂练习 5.一艘轮船的排水量是10000 t，它满载货物时的总质量是_______t，该船满载货物时受到水的浮力是_______N。若该船从大海驶入内河，船的重力大小_______(选填“变大”“变小”或“不变”，下同)，受到的浮力大小_______，由于河水密度比海水密度小，所以它排开水的体积_______，因此轮船要____________(选填“上浮一些”或“下沉一些”)。(g取10 N/kg) 10000 1×108 不变 不变 变大 下沉一些 课堂练习 6.潜水艇浸没在水中，在它下潜的过程中，关于它受到的重力和浮力的说法正确的是（ ） A.重力不变，浮力不变 B.重力变大，浮力变小 C.重力变大，浮力不变 D.重力变小，浮力变大 C 课堂练习 7.以下有关热气球的说法正确的是（ ） A.为使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气加热 B.为使静止的热气球下降，只需把热气球上的物体抛掉一部分 C.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热 气球将立即上升 D.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热 气球将先下降后上升 D 课堂练习 Wxmm_9020220615 $$