9.3跨学科实践：探秘潜艇的浮沉原理 课件-2025-2026学年北师大版 (北京）物理八年级上册

该初中物理课件聚焦物体浮沉条件及应用，从生活中苹果梨子的浮沉现象导入，通过受力分析建立浮力与重力关系，结合密度公式推导浮沉条件，延伸到轮船、潜水艇、密度计等应用，辅以实验提示、推导分步解析和课堂检测关键分析作为学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过盐水梨子实验、橡皮泥轮船制作等实践活动培养学生动手能力，结合公式推导与实例分析发展科学思维，帮助学生形成“从物理学视角解释自然现象”的物理观念。学生能将知识与生活紧密联系，教师可借助丰富实例和分层练习提升教学效率。

跨学科实践：探秘潜艇的浮沉原理 你在家清洗过苹果和梨子吗？将苹果和梨子放到水中，它们是沉在水底还是漂浮到水面上呢？ 物体的浮沉条件 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 思考：浸没在水中的苹果受到哪几个力的作用？ 它们的方向怎样？ 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 F浮 G 物 F ’浮 G 物 漂浮 上浮 F浮＞ G物 F ’浮= G物 V排＝V物 V ’排< V物 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 F浮 G物 下沉 F浮＜ G物 沉底F 浮＋ F支= G物 F浮 G物 F支 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 悬浮 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 F浮 G物 悬浮 F浮= G物 物体的浮沉条件——浮力与重力的关系 浸没 漂浮 悬浮 沉底 上浮 悬浮 下沉 静止 F浮＞ G物 F浮= G物 F浮= G物 F浮＜G物 F ’浮= G物 F浮＋ F支= G物 物体的浮沉条件——物体密度与液体密度的关系 配制三杯不同浓度的盐水，各放入一个相同大小的梨子 提示：F浮=ρ液g V排 G=mg ρ=m/V 根据这个现象，你能推导出梨子和三杯盐水的密度关系吗？ 物体的浮沉条件——物体密度与液体密度的关系 F浮=ρ液 gV排 G物=ρ物 gV物 V排= V物 ρ液 ρ物 F浮 G物 ρ液 = ρ物 F浮= G物 悬浮 ρ液 ＞ ρ物 F浮＞ G物 上浮 ρ液 ＜ ρ物 F浮＜ G物 下沉 漂浮：ρ液 ＞ ρ物 沉底：ρ液 ＜ ρ物 推导过程 物体的浮沉条件 漂浮 F ’浮= G物 悬浮 F浮= G物 沉底 F浮＋ F支= G物 下沉 F浮＜ G物 上浮 F浮＞ G物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液＝ρ物 物体浮沉的应用——轮船 我国古代人民很早就将浮力用于生产、生活中。 来自网络 来自网络 物体浮沉的应用——轮船 据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约147m，是当时世界上最大的木船。 来自网络 物体浮沉的应用——轮船 如何让密度比水大的钢铁制成的轮船也漂在水面上呢？ 来自网络 思考：（1）把橡皮泥揉成团放入水中，它会怎样运动？ （2）怎样使橡皮泥漂浮在水面上，并能承载重物呢？ 物体浮沉的应用——轮船 F浮=ρ液 g V排 G物 不变 在质量不变的情况下，将钢铁制作成空心的，可以排开更多的水，来获得更大的浮力 排水量 轮船满载时排开水的质量 (m排) 因为F浮= G排 F浮= G物 所以G排=G物 那么m排= m物= m船+m货 因此m排越大，轮船载重量就越大 物体浮沉的应用——轮船 来自网络 表示在不同水域不同季节， 轮船的最大载重量不同 限制轮船最大载重量的吃水深度 吃水线： 假设一艘满载的轮船即将从大海驶入长江，在这过程中，船体是上浮一些还是下沉一些呢？ 分析： 物体浮沉的应用——轮船 来自网络 漂浮 F 浮= G物 F浮不变 G物不变 由F浮=ρ液gV排可知 ρ液的变化会导致V排的变化 ρ江水 ＜ ρ海水 V江排 ＞ V海排 下沉一些 物体浮沉的应用——密度计 请你分析，甲乙两种液体，哪种液体的密度更大？密度计上的刻度值有什么特点？ 物体浮沉的应用——密度计 甲 乙 上小 下大 刻度不均匀 悬浮在水下的潜水艇 漂浮在水面的潜水艇 潜水艇能潜入水下航行，是一种极其重要的军用舰艇 物体浮沉的应用——潜水艇 来自网络 来自网络 物体浮沉的应用——潜水艇 2020年11月10日，中国“奋斗者号”在马里亚纳海沟下潜突破万米成功坐底，坐底深度达10909米，创造了载人深潜的新纪录。 来自网络 物体浮沉的应用——潜水艇 来自网络 物体浮沉的应用——潜水艇 小利组实验 小施组实验 物体浮沉的应用——潜水艇 小利组实验 小施组实验 物体浮沉的应用——潜水艇 潜水艇工作原理：通过改变自身重力实现上浮和下潜。 小利组实验 小施组实验 物体浮沉的应用——气球、飞艇 气球和飞艇的气囊里充入了密度比空气小的气体，比如氢气、氦气或热空气，这样就能够减轻自身的重力。 当 F浮 大于重力 时，物体就能在空气中上浮。 来自网络 来自网络 来自网络 物体浮沉的应用——气球、飞艇 气球和飞艇的工作原理：靠空气浮力升空。 来自网络 来自网络 来自网络 物体浮沉的应用 日常生活中，我们常看到一些小朋友吹泡泡。小朋友们总是希望泡泡能一直漂浮在空中，一个个泡泡在阳光的照耀下形成一道美丽的风景线。但我们总是看到泡泡开始时上升，过一会儿就落了下来。 泡泡为什么总是先上升后下降？ 请你利用刚才学到的知识，说说自己的想法。 来自网络 物体浮沉的应用 一开始，泡泡里是从嘴里吹出的热空气。 泡膜把它与外界隔开，形成内外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度，泡泡内气体的密度小于外部空气的密度。 根据阿基米德原理可知，此时泡泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。 物体浮沉的应用 随着时间的推移，泡泡内外气体发生热交换，内部气体温度下降，会因热胀冷缩 泡泡的体积逐渐减小，它受到的浮力也会逐渐减小，因为重力不变，当重力大于浮力时，泡泡就会下降。 漂浮 沉底 浸没 F’ 浮＝ G物 F浮＝ G物 F浮＜ G物 F浮＞ G物 F浮＜ G物 ρ液 ＞ ρ物 ρ液 ＝ ρ物 ρ液 ＜ ρ物 ρ液 ＞ ρ物 ρ液 ＜ ρ物 物体的浮沉条件 潜水艇 气球 飞艇 轮船 密度计 课堂检测 1.体积相同的苹果和梨子放于盛有水的容器中，静止后如图。 可知所受浮力大小的关系是F苹果浮 F梨子浮，苹果、梨子跟水的密度大小关系分别是ρ苹果 ρ水、Ρ梨子 ρ水。 课堂检测 ＜ ＜ ＞ 漂浮 沉底 苹果 梨子 V苹果排 ＜ V梨子排 由F浮=ρ液gV排可知 F苹果浮＜ F梨子浮 ρ水＞ρ苹果 ρ水＜ρ梨子 1.体积相同的苹果和梨子放于盛有水的容器中，静止后如图。 可知所受浮力大小的关系是F苹果浮 F梨子浮，苹果、梨子跟水的密度大小关系分别是ρ苹果 ρ水、ρ梨子 ρ水。 课堂检测 2.质量相等的甲、乙、丙三个实心小球分别放于盛有某种液体的容器中，静止后如图。可知： （1）密度最小的是 球，甲、乙两球的密度大小关系是ρ甲 ρ乙； （2）所受浮力最小的是 球，甲、乙两球的所受浮力的大小关系是F甲浮 F乙浮。 甲 ＜ 丙 = 课后提升 1.巩固类：作业练习,并参照答案完成自评。 2.实践型：观察生活中还有哪些物体的浮沉现象，并尝试用今天所学的知识进行解释。 3.拓展题：（请根据自己的条件，选作一小题） （1）利用铅笔、铜丝等，自制一个简易测量液体密度大小的工具。 （2）利用空饮料瓶制作一个浮排，要求既美观又实用。 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 null 12096.0 null 16944.0 null 2736.0 Lavf58.20.100 null 17616.0 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 null 15648.0 Lavf58.20.100 null 26448.0 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 null 22284.0 null 17172.0 null 28752.0 $$