9.5 物体的浮与沉（两课时）-2024-2025学年苏科版物理八年级下学期

第五节 物体的浮与沉 第1课时 第九章 压强和浮力 学习目标 1.知道物体浮沉是由物体所受浮力和和重力的关系决定的；知道漂浮、悬浮是物体在重力和浮力作用下处于平衡状态的两种情况。 2.能运用力与运动关系的知识，通过演绎推理得出物体浮沉的条件。 3.能运用浮沉条件、结合阿基米德原理等知识，解释或解决生产、生活中的有关现象和问题。 4.通过“读一读”和“国家工程”内容的学习，知道潜艇浮沉的原理，了解我国在核潜艇领域取得的重大成就，感悟科学家精神，树立自立自强、科技强国的理想信念。 木头浮在水面上。 铁钉在水中会下沉。 潜水艇在大海里既能下潜又能上浮。 活动9.9 怎样使物体上浮或下沉 做一做 1、把橡皮泥、鸡蛋、蜡块和空的有盖塑料小瓶浸没在水中，松手后，它们将如何运动？ 上浮的物体有： 下沉的物体有： 鸡蛋 橡皮泥 蜡块 空塑料瓶 蜡块、空塑料瓶 橡皮泥、鸡蛋 2、怎样改变物体的状态? （1）如何使橡皮泥、鸡蛋浮起来？ a.橡皮泥: 做成碗状 b.鸡蛋: 水中加盐 想一想: 从物体受力角度看,分别改变了什么力的大小? 增大浮力 增大浮力 （2）如何使蜡块、塑料小瓶沉下去？ c.塑料小瓶: 增加配重 d.蜡块: 水中加酒精 增大重力 减小浮力 增大V排 增大ρ液 减小ρ液 增大质量 议一议 总结 1、改变重力 2、改变浮力 改变物体排开液体的体积 改变液体密度 改变浮沉的方法 一、物体浮沉的条件 漂 浮 F浮 G F浮 G 悬 浮 若物体浸没在液体中，处于平衡状态，则称为悬浮；在浮力作用下，若物体静止在液面上，并有一部分露出液面，这种状态称为漂浮。 〖情况一〗物体在液体中静止 F浮＝G F浮＝G ★漂浮和悬浮是一种状态（静止状态） ①当F浮 ＞G时，物体就会 。 〖情况二〗物体在液体中运动（浸没） 上浮 F浮 G ②当F浮 ＜G时，物体就会 。 下沉 F浮 G F支 ★上浮和下沉是一种过程（运动过程） 漂浮 最终会 沉底 最终会 1、浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的 力和 力的大小。 2、物体浮沉条件 浮 重 浮沉情况 悬浮 上浮 漂浮 下沉 F浮与G的大小关系 受力图示 F浮=G F浮>G F浮=G F浮<G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G 沉底 F浮+F支=G F浮 G F支 课堂总结 1、如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中，静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_______乙杯中橡皮泥所受的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 小于 2、某物体重3N，将其浸没在装满水的溢水杯中，溢出水中4N，它受到的浮力为______N，放手后该物体将________。静止时受到的浮力为________N。 4 上浮 3 课堂训练 3、小明星期天给家里的金鱼缸换水，他刚把鱼缸装满水时，不小心将一个质量为20g的小物块掉入鱼缸中，此时从鱼缸中溢出水14g，则小物块在鱼缸中将会（ ） A．上浮 B．下沉 C．悬浮 D．无法判断 4、一枚鸡蛋放在一杯盐水中，鸡蛋刚好悬浮，继续向杯中加入清水的过程中，下列说法正确的是（ ） A、鸡蛋将上浮，在未露出水面之前，所受浮力减小 B、鸡蛋将上浮，在未露出水面之前，所受浮力不变 C、鸡蛋将下沉，所受浮力在减小 D、鸡蛋将下沉，所受浮力不变 B C 课堂训练 5、一物体的质量为２㎏，体积为３×１０-3m3，将其浸没在水中后松手，该物体是上浮，还是下沉？g=10N/㎏ 解: G=mg= ２㎏ ×10N/㎏ =20N F浮 =G排=ρ液gV排 =1×103㎏/m3×10N/㎏×3×10－3m3=30N 因为 F浮＞G 所以上浮 课堂训练 =ρ物gV排 G F浮 实心物体浸没在液体中时 =ρ液gV排 ρ液 = ρ物, F浮=G， ρ液 >ρ物, F浮>G， ρ液 <ρ物, F浮<G， 悬浮 上浮, 静止时， 漂浮F浮’=G 下沉， 静止时， 沉底F浮’=G-F支 浮沉情况 悬浮 上浮 漂浮 下沉 沉底 F浮与G的大小关系 F浮=G F浮>G F浮=G F浮<G F浮+F支=G 受力图示 ρ液与ρ物的关系 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 F浮 F浮 G G F浮 G F浮 G F浮 G F支 = > > < < 1、同一物体放在三个不同的液体中，如图： （1）比较物体在三种情况下列所受浮力的大小关系 （2）比较甲、乙、丙三种液体的密度 甲 乙 丙 课堂训练 2、浮力如何变化 石块 水 （1）加盐后，浮力____ 木块 水 （2）换成木球，加盐后，浮力____，排开液体体积________ 变大 不变 变小 课堂训练 1. 某物体质量为 2 kg，体积为 3×10-3m3，将它浸没在水中，释放后它是上浮还是下沉？静止时，它受到的浮力是多少牛？ G=mg=2kg×10N/kg=20N V排= V物=3×10-3m3 F浮=G排= ρ水gV排= 103kg/m3×9.8N/kg×3×10-3m3=29.4N 因为F浮＞G， 所以物体上浮. 实践与练习 2. 将两个完全相同的球分别放到盛有甲、乙两种不同液体的烧杯中，静止时的情景如图所示。请判断两种液体密度的大小关系。 因为都处于漂浮， 根据二力的平衡条件，则 F浮甲=G球，F浮乙=G球 所以 F浮甲=F浮乙 即ρ甲V排甲g=ρ乙V排乙g 又因为V排甲＜V排乙 所以 ρ甲＞ρ乙 实践与练习 第五节 物体的浮与沉 第2课时 第九章 压强和浮力 二、浮沉条件的应用 1、潜水艇 水中蛟龙 工作原理：靠改变自身的重力来实现浮沉的。 2、轮船 小小竹筏 靠改变自身的浮力来实现浮沉 轮船总是 在水面上，一艘轮船从河里驶向大海，它受到的重力大小 （变大、变小、不变）；它受到的浮力大小 （变大、变小、不变）；它排开水的体积 _______（变大、变小、不变）；轮船是下沉些还是上浮些？ 河水 海水 不变 不变 变小 漂浮 气球内充有密度小于空气的气体——氢气、氦气等。 3、气球和飞艇 原理：当ρ空气> ρ氢气时，必有F浮>G物，物体在空气中上浮． 4、密度计 书本P93 跨学科实践 一种可以直接测量液体密度的仪器。 1、工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。 2、刻度特点： F浮=G ρ液V排g=ρ液V物g ρ液V排=ρ液V物 上小下大 A B C 4、密度计在各种不同的液体中所受浮力是______（相同、不同）的，在密度_____ （大、小）的液体中露出液面的体积较大，故密度计的刻度是上_____下______（大、小），刻度间隔_______（均匀、不均匀），上_____下______（疏、密）。　 相同 大 大 小 水 3、数量关系推导 　　吸管的横截面积为S，当其竖直漂浮在水中时，测出吸管浸入水中的深度H；当其直立漂浮在另一种密度为ρ液液体中时，吸管浸入的深度为h，请推导出h与H的关系。 不均匀 疏 密 h液= 例题 装有水的烧杯中有一个质量为 55 g、体积为 50 cm3 的鸡蛋。 （1）通过计算说明鸡蛋在水中下沉的原因。 （2）若向水中加入食盐并搅拌，当食盐水密度大于多少时鸡蛋上浮？ 分析 比较鸡蛋浸没在水中时所受的浮力与其所受重力的大小关系，可以说明鸡蛋下沉的原因。根据鸡蛋上浮的条件，结合 F浮 = ρ 液 V排 g，可以计 算食盐水的密度。 解（1）m = 55 g = 5.5 × 10-2 kg ， V排 = V= 50 cm3 = 5 × 10-5 m3 G = mg = 5.5 × 10-2 kg × 9.8 N / kg = 0.539 N F 浮 = ρ 水 V排 g= 1.0 × 103kg / m3 ×5 × 10-5 m3 ×9.8 N / kg= 0.49 N 由于 F浮 ＜G，所以鸡蛋下沉。 （2）上浮时 F浮 ＞ G 所以 ρ 盐水V排 g ＞ mg ， 即 而 因此，当食盐水密度 ρ盐水＞1.1 ×103 kg / m3 时，鸡蛋上浮。 反思 在食盐水密度大于1.1 × 103 kg / m3 时，鸡蛋最终处于什么状态？所受的浮力是多大？ 鸡蛋最终处于漂浮状态。浮力的大小等于重力F浮= G =mg=0.539 N 物体的浮与沉 浮沉条件 浮力的应用 控制浮沉的方法 改变物体自身重力 改变浮力大小 F浮＞G F浮＝G 悬浮 上浮 F浮’＝G 漂浮 F浮＜G 下沉 课堂小结 F浮’＝G-F支 沉底 轮船 潜水艇 气球和飞艇 密度计 ρ液>ρ物 ρ液 = ρ物 ρ液 < ρ物 改变自身的重力 靠挖“空心”的方法增大浮力 气球充入密度小于空气的气体 漂浮时浮力等于重力 3. 制作潜艇模型。用塑料瓶、密封材料（如透明胶带、蜡等）、螺母、软管、容器和水等，制作图所示的潜艇模型。试试你制作的“潜艇”能否上浮和下沉，并分析实现浮沉状态改变的原因。 “潜艇”是依靠改变自身重力实现浮沉的. 进、排气管 实践与练习 1、按在水底的木块放手后将上浮，在它浮出水面之前，它所受到的浮力 ；从开始露出水面到静止在水面的过程中，它所受到的浮力 。 不变 变小 2、潜水艇完全潜入水中后，再继续下潜时（ ） A.浮力不变，压强变大 B.浮力变大，压强变大 C.浮力不变，压强不变 D.浮力不变，压强变小 A 课堂训练 3、如图所示，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，下列说法正确的是（　　） A．密度计在乙液体中所受的浮力大 B．乙液体的密度大于甲液体的密度 C．密度计上的刻度值上大下小 D．密度计在甲、乙两种液体中 所受的浮力相等 D 4、体积相等的四个小球放在水中静止时，位置如图所示，则小球受浮力的大小关系是 ． 5、质量相等的四个小球放在水中静止时，位置如上图所示，则小球受浮力的大小关系是 ． 方法：F浮=ρ液V排g 方法：物体的浮沉条件，间接比较 F甲<F乙<F丙=F丁 F甲=F乙=F丙>F丁 Lavf59.27.100 $$