9.4 物体的浮与沉 -2024-2025学年沪科版（2024）八年级物理全一册

该初中物理课件围绕“物体的浮与沉”这一核心知识点，从航母漂浮、敌舰沉没等真实情境导入，通过实验探究、模型建构和生活实例层层递进，构建起浮力与重力关系、密度比较与浮沉条件之间的逻辑链条，形成清晰的学习支架。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，以“小瓶实验”和“鸡蛋盐水实验”为典型载体，引导学生通过观察现象、分析数据、推理归纳得出浮沉条件，强化模型建构与科学论证能力。例如，通过橡皮泥捏成空心形状实现漂浮，直观体现“增大排开液体体积可改变浮力”的物理本质，既落实了知识理解，又培养了创新意识。此设计有助于学生建立结构化认知体系，提升问题解决能力，也为教师提供可操作性强、贴近生活的教学范式。

9.4 物体的浮与沉 导入新课 用钢铁做成的航母“山东舰”为什么能漂浮在海面上？被我方炮弹击中的敌舰，为什么会很快沉入水底？物体的浮与沉取决于什么条件呢？ 本节将学习物体的浮沉条件及应用。 看一看 想一想 一、新课引入 上浮 F浮 G 悬浮 F浮 G 下沉 F浮 G F浮 漂浮 G 上浮： 漂浮： 悬浮： 下沉： F浮＞G F浮 = G F浮＜G F浮 = G 【结论】：⑴ 浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的__浮__力和 __重__力的大小。 2．物体密度与液体密度间的关系 浮力：F浮＝ρ液gV排 重力：G ＝ρ物g V物 V排 = V物 研究条件：物体浸没液体中，受重力和浮力。 F浮＞ G ρ液gV排 ρ物g V物 ＞ ρ液＞ ρ物 F浮= G ρ液gV排 ρ物g V物 = ρ液= ρ物 F浮＜ G ρ液gV排 ρ物g V物 ＜ ρ液＜ ρ物 运动状态 浮沉状态 漂浮 悬浮 沉底 上浮 下沉 浮沉 条件 总表 受力关系 密度关系 F浮 G物 F浮 G物 G物 F支持 F浮 G物 F浮 F浮 G物 一、物体的浮沉条件 F浮= G物 F浮= G物 F浮> G物 F浮<G物 平衡状态 非平衡状态 ρ液＞ ρ物 ρ液＞ ρ物 ρ液= ρ物 ρ液＜ ρ物 ρ液＜ ρ物 课本P178 实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况 1 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中，再松手 2 把装满水并盖上盖子的小瓶，浸没于水中，再松手 3 设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中（也叫悬浮） 小瓶上浮 小瓶下沉 小瓶静止 F浮 ＞G F浮 ＜ G F浮 ＝ G 【探究活动】 怎样使物体上浮或下沉 课本P179 11 【迷你实验室】如图，把糖浆、水和油沿汤匙注入玻璃杯中（ρ糖浆>ρ水>ρ油），由于密度不同，液体会分成三层，从上往下的液体应是油、水、糖浆。把蜡块、橡皮、瓶塞、鸡蛋等入入杯中，它们分别位于哪一层液面？ 【分析】因为糖浆、水和油它们的密度不同，密度小的总要漂浮在密度大的上面，所以糖浆、水和油沿汤匙注入高玻璃杯中，液体会分成三层，最上层是油、中间一层是水、最下层是糖浆。 蜡块、瓶塞会在最上一层，它们密度最小；橡皮会停留第二层，它的密度比较大；鸡蛋在最下层，它的密度最大。 【迷你实验室】橡皮泥为什么能漂浮？ 课本P179 【迷你实验室】橡皮泥为什么能漂浮？ 橡皮泥揉成小球，沉于水底（a），而捏成小船的“空心”的橡皮泥可浮在水面上（b），说明_________可调节浮力与重力的关系。 （图中两块橡皮泥的质量相等，重力也相等） 【小结】空心法采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。 “空心” 一、密度计 1.物体在液体中的状态 ： （1）观察思考：请同学们认真观察老师进行的“浮沉子”实验；思考“浮沉子”在水中的状态有哪些？ 新课学习 一、物体的浮沉条件 新课学习 （2）物体在液体中的状态： 物体在液体中，有以下状态：下沉、上浮、漂浮、悬浮、沉底。 1.物体在液体中的状态 ： 新课学习 物体在液体中的三种状态 新课学习 浸没在液体中物体都受浮力，有的上浮，有的下沉，这是为什么？ 物体的浮沉究竟取决于什么呢？ 下面我们通过实验来研究。 想一想 新课学习 【实验器材】大烧杯、水 、玻璃瓶。 【实验方法】（1）如图所示，把拧紧盖子的空玻璃瓶浸没于水中，松手后观察玻璃瓶的运动情况。 （2）把装满水并拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中， 松手后再次观察玻璃瓶的运动情况。 （3）能否使浸没在水中的玻璃瓶既不上浮，也 不下沉（即悬浮在水中）呢？ 2.探究物体的浮沉条件 ： 新课学习 （1）把拧紧盖子的空玻璃瓶浸没于水中，松手发现空玻璃瓶上浮至漂浮在水面上。 （2）把装满水并拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中， 松手后发现玻璃瓶下沉至容器底部。 （3）通过增减玻璃瓶内的水量，可以使玻璃瓶在 水中悬浮。 2.探究物体的浮沉条件 ： 【实验现象】 新课学习 浸没在液体中的物体，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮作用，物体浮沉，取决于二力之间的关系。 2.探究物体的浮沉条件 ： 【分析论证】 新课学习 大量实验证明：浸没在液体中的物体， （1）当浮力大于重力时，物体上浮； （2）当浮力小于重力时，物体下沉； （3）当浮力等于重力时，物体处于悬浮状态。 2.探究物体的浮沉条件 ： 【实验结论】 新课学习 方法：将鸡蛋放入清水中，观察鸡蛋的浮沉情况。向杯中逐渐加盐并小心搅拌，观察鸡蛋的浮沉情况。如果往容器中加水，再次观察鸡蛋的浮沉情况。你能解释观察到的现象吗？ 现象：鸡蛋放在清水中先是沉底；加盐后，鸡蛋上浮直至漂浮在水面上；再加清水后，鸡蛋又下沉直至沉底。 分析：实验中鸡蛋的重力不变，加盐或加水时，液体的密度发生变化，根据： F浮= G排= m排g= ρ液 gV排可知，鸡蛋受到的浮力变化，所以鸡蛋的运动状态会发生变化。 3.迷你实验室：让鸡蛋浮沉 新课学习 判断物体的浮沉，除了比较重力和浮力的关系外，我们还可以比较物体密度和液体密度的关系。 （1）若F浮>G，即ρ液gV排 > ρ物gV物，得 ρ液>ρ物，物体上浮； （2）若F浮=G，即ρ液gV排 = ρ物gV物，得ρ液=ρ物，物体悬浮； （3）若F浮<G，即ρ液gV排 < ρ物gV物，得ρ液<ρ物， 物体下沉。 3.迷你实验室：让鸡蛋浮沉 结论： 新课学习 （1）原理：漂浮原理。 （2）构造：一根上部标有刻度、形状特殊的玻璃管，下 部的玻璃泡内封装小铅丸（降低重心，确保密度计竖直）。 （3）用法：测量时，将密度计插入液体，它静止后漂浮 在液体中，此时液面所对的刻度等于该液体的密度。 二、浮沉条件的应用 1.密度计： 新课学习 刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。为什么？ 分析：因为密度计漂浮，所以F浮=G，且不变。 由 F浮=ρ液gV排可知，F浮不变，ρ液越大，V排越小，即 它浸入液体的体积小，所以从下往上的示数是越来越小的。 密度计 1.密度计： （4）刻度： 新课学习 （1）方法：农民采用盐水浸泡法来选种时，把种子 放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直 至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部。 （2）原理：浮沉条件。因为不饱满种子的密度小于 盐水密度会漂浮，而饱满种子的密度大于盐水的密度会下沉。 2.盐水选种： 新课学习 （1）工作原理：是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的。 分析：因为潜水艇经常浸没在水中，它排开水的体积不变，由F浮=ρ液gV排 可知，浮力不变，所以只能靠改变自身重力实现浮沉的。 3.潜水艇： 新课学习 （2）浮沉过程：需要下潜时，打开阀门海水进入压力舱，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会下沉。 需要上浮时，压缩空气打入压力舱，将舱内海水排出一部分，使潜水艇变轻，当重力小于浮力，潜艇就会上浮。 需要悬浮时，在压力舱充入适量的水，当潜水艇的重力等于它受到的浮力时，它可以悬浮在水中。 潜水艇 新课学习 4.热气球： （1）工作原理：热气球的巨大气袋中充满空气，从燃气装置中喷出的火焰加热气袋中的空气，热气球内部气体的温度升高、密度减小。当热气球内部气体的密度小到一定程度时，热气球总重力减小，热气球便上浮了。 新课学习 4.热气球： （2）孔明灯：利用质地极轻的材料制成薄壳灯笼。 当在灯笼下面点燃烛火后，它便会腾空而起，这是历 史上最早的热气球。 新课学习 5.轮船： （1）工作原理：把钢铁做成空心增大浮力，从而使它漂浮。 （2）轮船的排水量：是轮船满载时排开水的质量，它的大小等于轮船和货物的总质量。 辽宁号：6.75万吨； 山东号：约7万吨； 福建号：约8万吨。 新课学习 6.科学书屋：“奋斗者”号深潜器 （1）中国骄傲：中国载人潜水器“奋斗者”号实现了我国万米载人深潜的重大突破，其多项核心深潜技术凝聚了中国深潜人的巨大智慧。 新课学习 6.科学书屋：“奋斗者”号深潜器 （2）工作原理：通过电磁铁吸附了大铁块，还有一部分铁砂放置在一个容器中，这些加起来之后使得深潜器的总重力大于浮力，深潜器得以不断下沉，同时通过控制倾倒容器中的铁砂可以控制深潜器下沉的速度。 （3）安全预案：当深潜器需要上浮时，电磁铁断电，抛掉电磁铁吸附的铁块，深潜器可以快速上浮。如果遇到紧急情况，系统断电后，电磁铁会自动抛掉铁块，从而让深潜器快速上浮。 密度计是利用物体的漂浮条件原理制成的。 思考：密度计的示数由下到上逐渐增大还是逐渐减小？ 二、物体浮沉条件的应用 （1）工作原理：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。 轮船 思考：轮船从河里驶入海里，它受到的浮力大小有无改变？它是上浮一些还是下沉一些？ （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 所以，m船+m货= m排 2.潜水艇 二、物体浮沉条件的应用 工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。 盐水选种 利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度 ρ液有关， ρ液越大， F浮浮力越大。 ρ物< ρ液，物体上浮； ρ物> ρ液，物体下沉 热气球 利用热空气密度小，空气受热膨胀，热气球体积增大，也就是增大V排达到增大浮力的作用 孔明灯 飞艇 利用氦气、氢气密度比空气的小，实现浮力大于重力而在空中上升 。 课堂小结 课堂小结 物体的浮沉条件及应用 课堂练习 学习目标 【例题1】如图重为0.5N的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力是 N，若再往玻璃杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【例题2】如图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，其内部有两个气囊，主气囊内充满氦气（密度小于空气），副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时，排出副气囊内的部分空气，使浮空艇受到的重力______浮力，实现上浮。图乙是国产大飞机C919，飞机在空中飞行时，机翼上表面的空气流速大，压强______，机翼的上下表面形成压力差，使飞机获得升力。 小于 0.5 不变 小 课堂练习 学习目标 【例题3】如图，碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，下列正确的是（　　） A．碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小 B．碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力 C．碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了 D．碗沉入水底时容器底部受到水的压强变大了 【例题4】将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两种不同的液体中，鸡蛋在甲液体中悬浮，在乙液体中沉底且对容器底有压力，比较甲、乙液体的密度ρ甲、ρ乙和鸡蛋在甲、乙液体中受到的浮力F甲、F乙的大小关系，下列正确的是（　　）   A． B． C． D． B A 课堂练习 学习目标 【例题5】取一根木棒，在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计，将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中，它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙，两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，则（　　） A．F甲>F乙 B．F甲<F乙 C．ρ甲>ρ乙 D．ρ甲<ρ乙 D 【例题6】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，受到的浮力等于它排开的水所受的重力 D．饺子在水面漂浮时，受到的浮力大于它所受的重力 D 八年级物理全一册 •沪科版2024 谢谢观看 THANKS Lavf56.40.101 Tencent APD MTS Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf58.10.100 Lavf58.24.101 Lavf58.24.101 Lavf58.24.101 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.48 Lavf58.24.101 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