10.3物体的浮沉条件及应用 2024-2025学年人教版物理八年级下册

第三节 物体的浮沉条件及应用 第十章 浮 力 上浮 悬浮 物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？ 观察与思考 下沉 潜艇 漂浮 浸没在液体中的物体，受： 竖直向下的重力和竖直向上的浮力。 根据物体所受浮力与重力大小的不同，物体的浮沉存在三种情况。 F浮 G 物体的浮沉条件 3 物体上浮条件 上浮条件：F浮>G F浮 G 上浮 F浮 G 漂浮 最终 物体浸没水中，浮力大于重力时，物体开始上浮，露出水面，浮力减小直至F浮=G即 漂浮 4 物体悬浮条件 悬浮条件：F浮=G 物体完全浸入水中，浮力与重力相等时，物体会悬浮在水中任何位置。 F浮 G 悬浮 5 物体下沉条件 下沉条件：F浮<G F浮 G 沉底 N支 F浮 G 下沉 最终 物体浸入水中，浮力小于重力时，物体开始下沉，直至到水底即 沉底 6 物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。 通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态。 当F浮＞G 时， 物体上浮，最终会漂浮 当F浮＜G 时， 物体下沉，最终沉底 当F浮＝G 时， 物体处于悬浮或者漂浮状态 悬浮 上浮 下沉 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G 漂浮 小结 沉底 F浮 G F支 关于浮力，下列说法中正确的是（ ） A.上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大 B.沉在容器底部的物体一定不受浮力 C.在水中上浮的物体受到的浮力比它本身的重力大 D.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 C 例 把重为5N，体积为0.6dm3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6N B.物体漂浮，浮力为5N C.物体下沉，浮力为6N D.物体上浮，浮力为6N B 练一练 平时常见到 在水中会上浮； 在水中会下沉。 因为不同物质 不同。猜测物体在液体 中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。 木头、泡沫等 石块、金属块等 密度 一个实心物体浸在液体中，你能否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作出判断吗？ 密度与浮沉的关系 演示：盐水浮鸡蛋 将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。 做一做 状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉底 物体受力分析 浮沉条件 浮力和重力 比较 物体体积和排开液体体积比较 液体密度和物体密度比较 说 明 F浮 ＞G物 F浮 ＜G物 F浮 =G物 F浮+F支=G物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 ρ物 是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度 F浮 =G物 ρ液＜ρ物 V排=V物 V排=V物 V排=V物 V排<V物 V液=V物 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G N支 上浮、下沉，处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用； 漂浮、悬浮、沉底：处于静态，受平衡力作用。 悬浮与漂浮有何不同？ 悬浮 漂浮 不 同 点 图示 在液体中的位置 可静止在液体内部的任何位置 静止在液体表面 体积关系 V排= V物 V排< V物 密度关系 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 相同点 F浮 G 漂浮 F浮 =G物 13 如图所示，A、B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，A 物体受到的浮力大 C.两物体的密度不等，B物体的密度大 D.两物体的重力不等，B物体的重力大 C A B 练一练 课堂小结 物体的浮沉条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 F浮＞G F浮＜G F浮＝G F浮＝G F浮+N支＝G 实心物体 Ρ液＞ρ物 Ρ液＜ ρ物 Ρ液＝ ρ物 V排＝ V物 Ρ液＞ ρ物 V排＜ V物 Ρ液＜ ρ物 V排＝ V物 处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态 处于静态，受平衡力作用 随堂训练 1．将120g的物体浸没在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出了100mL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 C 2．三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 3．浮在水面上的木块，它浸没在水中部分的体积为60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求： （1）木块受到的浮力多大？ （2）木块的质量是多少？ （3）木块的密度多大？ 解：（1）木块受到的浮力为 F浮＝ρ水gV排＝103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3＝0.6N。 3．浮在水面上的木块，它浸没在水中部分的体积为60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求： （2）木块的质量是多少？ （3）木块的密度多大？ （2）木块漂浮，则G＝F浮＝0.6N， 木块的质量：m＝ = =0.06kg。 G g 0.6N 10N/kg （3）木块的密度为： ρ＝ = =0.6×103kg/m3。 m V 0.06kg (60+40)×10-6m3 　　早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。 芦湖独木舟 我国古代对浮力的应用 浮力的应用 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 20 20 　　周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。　 浮桥 我国古代对浮力的应用 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 21 21 　　我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。 我国古代对浮力的应用 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 22 22 　　 三国时期有“曹冲称象”。 　　除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。 我国古代对浮力的应用 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 23 23 想想做做 轮船 演示：橡皮泥小船 （1）工作原理： （2）排水量（m排）： 轮船满载时排开水的质量： F浮= m排g 而 F浮=G ∴ m船+m货= m排 将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。 一艘轮船的排水量是10000t，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10N/kg） 10000 1×108 不变 不变 变大 下沉一些 练一练 工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。 潜水艇 潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。 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 练一练 气球 节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是密度小于空气的气体，如：氢气、氦气等。 工作原理：ρ气＜ ρ空气，则 F浮＞G物，则气球可以飘向天空。 气球 高空探测气球 气球和飞艇 29 热气球 喷嘴点火加热，袋内空气体积膨胀，排开气体的体积增大，浮力增大， 浮力大于重力，气球上升。 喷嘴火焰熄灭，袋内空气变冷，体积减小，排开气体的体积减小，浮力减小，浮力小于重力，气球下降 工作原理：利用空气的热胀冷缩来改变浮力的大小，使其上升和下降。 30 飞艇 飞艇的气囊内充有小于空气密度的气体，如氢气、氦气等。 工作原理：利用空气的浮力，通过充气和放气来控制体积变化实现升降。 31 密度计 密度计的用途： 测量液体密度 密度计的工作原理： 物体漂浮在液面上的条件F浮＝G 密度计的刻度特点： 上小下大， 刻度间隔不均匀 密度计的读数方法： 静止时液面所对刻度乘以水的密度 如图所示，把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中，则下列判断正确的是（ ） A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大 B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大 C.甲液体的密度最大 D.丙液体的密度最小 D 练一练 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 随堂训练 1.重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是（ ） A．浮在水面上 B．沉到水底 C．悬浮在水中 D．以上几种情况都有可能 B 2. 质量均匀的物体，悬浮在某种液体中，如果把此物体分成大小不同的两部分，则（ ） D A、大块的下沉，小块的上浮 B、大小两块都下沉 C、大小两块都上浮 D、大小两块都仍悬浮在液体中 3. 将一小木块分别放入盐水、纯水、酒精中漂浮时，木块受到的浮力情况（ ） D A、在盐水中最大 B、在纯水中最大 C、在酒精中最大 D、在三种液体中一样大 4.质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力 铝球受的浮力；（选填“＞”、“＜”、“=”） 若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力 铝球受的浮力（选填“＞”、“＜”、“=”） ρ铁=7.9×103kg/m3； ρ铁=2.7×103kg/m3； ρ水银=13.6×103kg/m3； ＜ = A B 5. 如图所示，A、B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，A物体受到的浮力大 C．两物体的密度不等，B物体的密度大 D．两物体的重力不等，B物体的重力大 C Lavf55.34.100 Lavf55.34.100 $$