10.4 沉与浮 课件-2024-2025学年物理八年级下册教科版

第十章 流体的力现象 第4节 沉与浮 24002 24002 1.理解沉浮条件。 2.利用沉浮条件解释热气球等的原理。 3.能利用沉浮条件解决简单问题。 学习目标 24002 24002 漂浮 悬浮 沉底 浸在水中的物体，有浮有沉，物体的沉浮究竟取决于什么呢？ 新知导入 24002 24002 将小木块、乒乓球、金属块浸没在水中，松手后，它们将怎样运动？ 提出问题：物体在液体或气体中的浮与沉取决于什么条件呢？ 新知探究 24002 24002 F浮 G F浮 G F浮 G 浸没在液体中的物体，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。 根据浮力和重力大小关系的不同，由静止释放的物体，其浮沉存在三种情况。 v v 知识点一：物体的沉浮条件 新知探究 24002 24002 ①当F浮＞G时，物体上浮，最后物体漂浮：漂浮时F浮=G ；（部分浸没） ②当F浮=G时，物体悬浮； ③当F浮＜G时，物体下沉。 F浮 G F浮 G F浮 G v v F浮＜ G物 F浮＞G物 F浮= G物 新知探究 24002 24002 物体浮沉的两个过程： G物 F浮 F浮 G物 下沉 上浮 F浮＜ G物 F浮＞G物 受非平衡力作用，运动状态不断改变。 新知探究 24002 24002 物体浮沉的三个状态： F浮=G物 F浮= G物 F浮＜G物 G物 F浮 F浮 G物 G物 F浮 漂浮 悬浮 沉底 F支 受平衡力作用，处于静止状态。 新知探究 24002 24002 观察 鸡蛋的沉浮 如图所示，取一枚生鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，又会发生什么现象？ 新知探究 24002 24002 新知探究 24002 24002 现象： 鸡蛋在清水中沉底；加盐后，鸡蛋上浮直至漂浮在水面上。 水 盐水 分析： 鸡蛋受到的重力不变，根据阿基米德原理，ρ液变大，浮力变大，鸡蛋的状态发生变化。 通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体浮沉的状态。 新知探究 24002 24002 V排=V物=V； F浮 = ρ液gV排= ρ液gV； G物=ρ物gV物=ρ物gV ①当ρ液 ＞ ρ物 ，F浮＞G物 ，物体上浮并最终处于漂浮状态； ②当ρ液 ＝ ρ物 ，F浮=G物 ，物体悬浮； ③当ρ液 ＜ ρ物 ，F浮＜G物 ，物体下沉并最终沉底。 如果实心物体（质量均匀）浸没在液体中： 可根据密度判断物体的状态： 【思考】能否通过比较物体密度和液体密度的关系来判断物体的浮沉呢？ 新知探究 24002 24002 状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉底 物体受力分析 浮力和重力 比较 液体密度和物体密度比较 排水体积和物体体积比较 运动状态 F浮 ＞G F浮 ＜G F浮 =G F浮 =G 运动状态不断改变 静止状态 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 V排 =V物 V排 =V物 V排 =V物 V排 ＜V物 F浮+F支=G ρ液＜ρ物 V排 =V物 24002 24002 悬浮和漂浮的异同： 悬浮 漂浮 不同点 位置 体积 密度 相同点 静止在液体内部任何位置 静止在液体表面 ρ液=ρ物 V排 =V物 ρ液＞ρ物 V排 ＜V物 物体都处于平衡状态，F浮=G 新知探究 24002 24002 新知探究 24002 24002 物体的浮沉条件： ρ液＞ρ物 物体上浮， F浮＞G物 物体悬浮， F浮=G物 物体下沉， F浮＜G物 ρ液gV排＞ρ物gV排 ρ液gV排=ρ物gV排 ρ液gV排＜ρ物gV排 浸没时 V排=V物 ρ液=ρ物 ρ液＜ρ物 总结 新知探究 24002 24002 上升 悬浮 鱼鳔 V排 F浮 F浮 G 变大 变大 变大 > 鱼鳔 V排 F浮 F浮 适中 适中 适中 = 鱼鳔 V排 F浮 F浮 变小 变小 变小 < G G 下沉 浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式控制沉与浮。 某些鱼类的鳔的大小变化能使鱼在水中的沉浮发生变化 新知探究 24002 24002 鱼在浮沉过程中，鱼自身的_____不变，是靠改变自身_____，根据阿基米德原理F浮=_______=__________从而改变所受的_____，来实现沉浮的。 重力 体积 G排 ρ液 gV排 浮力 新知探究 24002 24002 抹香鲸靠加热或冷却脑油来控制沉浮 新知探究 24002 24002 鹦鹉螺具有螺旋形的外壳，壳内具有很大的充气囊 新知探究 24002 24002 乌贼的骨中有许多小的充气分隔室 新知探究 24002 24002 我国古代很早就将浮力应用于生产、生活中。 独木舟 宝船 孔明灯 盐水选种 知识点二：控制沉与浮 新知探究 24002 24002 借浮力起重，是我国古代的一个创造。900多年前，僧人怀丙让人把两艘很大的木船并排拴在一起，船上游满了泥沙。将铁索一端拴在船上，另一端系在铁牛上。然后把船上的泥沙卸到河里，打捞起沉落江中的万斤大铁牛(如图)。这一打捞方法一直沿用至今。 新知探究 24002 24002 我们知道，铁的密度_____水的密度，所以一个实心铁块在水中会下沉。那么为什么用钢铁制成的万吨巨轮却能漂浮在水面上呢？ 大于 新知探究 24002 24002 取一块橡皮泥，先将它捏成船形放入水中，它可以漂浮在水面上（如图甲）。再将船形橡皮泥从水中取出，将它捏成实心球状后再放入水中，它就沉入水底（如图乙）。 甲 乙 新知探究 24002 24002 橡皮泥两次所受的重力 G甲 和 G乙 的大小关系是 G甲______G乙，两次所受的浮力 F甲 和 F乙 的大小关系是 F甲______F乙。两次排开水的体积 V甲 和 V乙 的大小关系是V甲______V乙； ＝ ＞ ＞ 甲 乙 你能通过上述实验想出控制物体浮沉的方法吗？ 新知探究 24002 24002 物体所受重力不变时，通过改变物体排开液体的体积，进而改变物体受到浮力的大小可以实现物体的浮沉。 甲 乙 新知探究 24002 24002 （1）工作原理：将钢铁制作成空心的轮船，可以排开更多的水，从而增大受到的浮力，使轮船漂浮的水面上。 （2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量： 由于漂浮， F浮=G总=m排g ，即m排g=（m船+m货）g ，所以 m排= m船+ m货。 （3）载重线：轮船在允许的最大载重下 水面位置的水平线，以‌确保航行安全。 轮船 新知探究 24002 24002 新知探究 24002 24002 交流谈论 打捞中山舰 中山舰是中国近现代史上的一代名舰，其排水量为780t，长为62.9m，宽为8.9m，1938年在长江被日军击中，沉入19m深的江底。1997年中山舰被打捞出水(如图)。 假如由你们来组织打捞中山舰，请设计一个打捞方案。 新知探究 24002 24002 方案一：将几艘很大的木船或铁船并排拴在一起，船上装满泥沙使船尽量浸入江水中深一些。用几根铁链拴在船和中山舰上，再把船上的泥沙卸到河里，在巨大浮力的作用下即可拉起中山舰。 方案二：将几十只浮筒沉入水中，用铁链将浮筒和中山舰连起来，通过气压机将浮筒中的水压出，则空心浮筒受到向上的浮力即可拉起中山舰。 新知探究 24002 24002 热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体，以获得较大的浮力来升空的。 在体育、娱乐活动中，经常看到天空中漂浮着色彩绚丽的热气球，你知道它的构造和原理吗? 新知探究 24002 24002 活动 做一个热气球 ①取一个大的轻纸袋，用细铁丝编一个简单的小筐，再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面，筐里放一团用酒精浸湿的棉花。 ②把热气球拿到室外，点燃酒精棉，热气球就能慢慢升起来了。 ③假如由你来设计一个带吊篮的热气球，为了使它能降回地面，你打算采用什么办法？ 新知探究 24002 24002 家庭实验室 自制密度计 可以用圆珠笔芯自制一个密度计，如图所示，找一根快用完了的圆珠笔芯，金属笔头向下（也可在笔头上缠几圈金属丝），放入水中，笔芯静止时，在笔杆上标出水面的位置，作为水的密度标记。然后放在盐水中，你有什公发现？你知道它的原理吗？ 新知探究 24002 24002 新知探究 24002 24002 物体的 沉浮条件 上浮：F浮>G物 下沉：F浮< G物 悬浮：F浮= G物 控制沉与浮 热气球 浮船打捞 沉与浮 密度计 课堂小结 24002 24002 1.妈妈生日那天，小梦给妈妈煮饺子时发现，当把饺子放入沸腾的水中后，饺子先下沉到锅底，过了一会儿又上浮，最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)（ ） A.饺子在下沉的过程中，受到水的压强不变 B.饺子上浮过程中，受到的浮力小于它所受的重力 C.饺子上浮过程中，受到的浮力大于其下沉时受到的浮力 D.饺子在水面漂浮时，受到的浮力大于它所受的重力 C 当堂检测 24002 24002 2.体积均为 200cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示。已知木块重 1.8N，合金块重6N，则木块受到的浮力为 _______N，合金块受到的浮力为 _____N。(g取 10 N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3 ) 1.8 2 当堂检测 24002 24002 3.小明将一个小球全部压入水中，排开水的质量是0.4 kg，此时小球受到的浮力是 _____N。若小球的质量为 0.2 kg，松手后小球会______(选填“上浮”“ 悬浮”或“下沉”)。当小球在水中静止时，它受到的浮力是 _____ N。(g取10 N/kg) 4 上浮 2 当堂检测 24002 24002 4.丽丽称得一个鸡蛋的质量为 55 g，将其放入水中后沉入水底，如图甲所示，逐渐向水中加盐，待鸡蛋静止时悬浮于水中，如图乙所示，此时鸡蛋所受浮力为 ______N；沉底时鸡蛋受到的浮力为F1，悬浮时鸡蛋受到的浮力为F2，则F1_____(选填“>”“=”或“<”)F2。(g 取10 N/kg) 0.55 ＜ 当堂检测 24002 24002 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $$