10.3 物体的浮沉条件及应用（第2课时）课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理课件聚焦物体浮沉条件的应用，系统讲解轮船、潜水艇、气球飞艇、密度计的工作原理，通过橡皮泥浮沉、轮船钢铁漂浮等问题导入，衔接浮沉条件，搭建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于以问题链驱动科学探究（如潜水艇充排水改变重力的分析），结合科学思维（典例变式的推理计算）和物理观念（漂浮条件等规律总结），采用讲练结合模式。学生能深化对浮力应用的理解，教师可高效开展教学，提升学生解决实际问题的能力。

10.3　物体的浮沉条件及应用（第2课时） 2022课程标准 学习目标 能运用物体的浮沉 条件说明生产生活 中的有关现象。 【重点】了解轮船、潜水艇、气 球、飞艇、密度计等浮沉原理在生 活中的实际应用。 知识点1　浮力的应用——轮船 1. 问题：已知橡皮泥的密度比水大，将橡皮泥放在水 中，它的浮沉状态是怎样的？怎样才能使它漂起来？ 2. 分析：橡皮泥会 ；若将橡皮泥捏成 ⁠ 就可以使其漂起来了，根据阿基米德原理可知，这是因 为 变大了，使得橡皮泥所受的浮力也 变大了。 3. 问题：轮船是用钢铁制造的，钢铁的密度远大于 水，怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货 物的船呢？ 下沉　 小船　 排开水的体积　 4. 分析：和橡皮泥的例子一样，轮船是因为采用了 ⁠ 法，增大了 ，从而增大了浮 力，这就是轮船的制造原理。 5. 问题：轮船的大小用什么参数来衡量？ 6. 分析：轮船的大小通常用 来表示，即轮 船 货物时排开水的 ⁠。 空 心　 轮船排开水的体积　 排水量　 装满　 质量　 【典例1】轮船的排水量是指轮船在水中排开水的质量。 若一艘轮船空载时的排水量是2 100 t，满载时的排水量 是5 000 t，则空载时轮船所受的浮力是 N， 满载时所受的浮力是 N，该艘轮船的最大载运 量是 t（g取10 N/kg）。 2.1×107　 5×107　 2 900　 【变式1】若一艘轮船从长江驶入东海，关于轮船受到的 浮力及船身状况的判断正确的是（　B　） A. 浮力变大 B. 船身上浮 C. 浮力变小 D. 船身下沉 B ▶方法点拨 1. 轮船浮力问题：①F浮＝G总＝（m船＋m货）g（漂浮 状态）；②F浮＝m排g（阿基米德原理）；③m船＋m货 ＝m排。 2. 轮船浮沉问题：当轮船从江里驶向海里时（ρ江＜ρ 海），轮船所受的浮力仍等于自身重力，保持不变，所 以轮船浸入或排开液体的体积变小，船会上浮一些。 知识点2　浮力的应用——潜水艇 1. 问题：潜水艇是怎样实现上浮、下潜的？ 2. 分析：潜水艇的艇身内有水舱。 （1）向水舱充水时，潜水艇变 ，逐渐 ⁠； （2）当水舱充水后潜水艇所受的重力 浮力时， 它可以悬浮在水中； （3）当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇 变 ，从而 ⁠。 重　 下沉　 等于　 轻　 上浮　 3. 原理：通过改变 ，从而实现浮沉。 4. 补充：实际航行时，上浮和下潜的过程中潜水艇要开 动推进器加快上浮和下潜的速度。 自身的重力　 【典例2】有一潜水艇悬浮在水中，当用压缩空气把水舱 中的水排出一部分时，潜水艇将 （选填“上 浮”或“下沉”）。在未露出水面之前，潜水艇所受的 浮力 ，露出水面的过程中，潜水艇所受的浮 力 （后两空均选填“变大”“变小”或“不 变”）。 上浮　 不变　 变小　 【变式2】如图所示为同一艘潜水艇在水中上浮和下潜时 的情景，其中潜水艇正在水中上浮的是 （选填 “甲”或“乙”）图；潜水艇所处位置如图甲、乙所示 情景时，潜水艇所受的浮力分别为F甲、F乙，则F甲 （选填“＞”“＝”或“＜”）F乙。 甲　 ＝　 甲 乙 【变式2】图 ▶方法点拨　潜水艇浸没在液体中上浮或下沉时，液体 密度不变，排开液体的体积不变，所受的浮力也不变。 知识点3　浮力的应用——气球和飞艇 1. 问题：气球和飞艇是怎样飘在空中的？ 2. 分析： 甲 乙 丙 （1）如图甲所示，节日放飞的气球能飘在空中，是因为 气球里充的气体密度 空气密度，例如氦气。 小于　 （2）如图乙所示，体育、娱乐活动用的热气球，充的 是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气，热气球内部气 体温度 ，体积 ，密度 ，升 入空中。 （3）如图丙所示，为了能定向航行，人们还制成了飞 艇：在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、装货 的吊篮，同时在飞艇里充入密度比空气 （选填 “大”或“小”）的气体，例如氦气。 升高　 变大　 变小　 小　 【典例3】完全相同的两个气球分别充有氦气和空气，得 到的氦气球和空气球的体积相同，如图所示。在教室 里，老师将它们同时由静止释放，发现氦气球上浮，空 气球下沉。若氦气球受到的浮力为F1，重力为G1；空气 球受到的浮力为F2，重力为G2。下列说法正确的是 （　D　） D 【典例3】图 A. F1＞F2 B. F1＝G1 C. F1＜F2 D. G1＜G2 【变式3】一个飞艇充入气体后的质量是1.5 t，体积为1 500 m3 ，当装入多少货物时，飞艇能够悬浮在空中（空 气的密度为1.29 kg/m3，g取10 N/kg）？ 解：飞艇所受浮力为F浮＝ρ空气V排g＝1.29 kg/m3×1 500 m3×10 N/kg＝1.935×104 N 因为装入货物后飞艇悬浮，所以F浮＝G总＝G飞艇＋G货 物。 飞艇所受重力为G飞艇＝mg＝1.5×103 kg×10 N/kg＝ 1.5×104 N 货物所受重力为G货物＝F浮－G飞艇＝1.935×104 N－ 1.5×104 N＝0.435×104 N 解：飞艇所受浮力为F浮＝ρ空气V排g＝1.29 kg/m3×1 500 m3×10 N/kg＝1.935×104 N 因为装入货物后飞艇悬浮，所以F浮＝G总＝G飞艇＋G货物。 飞艇所受重力为G飞艇＝mg＝1.5×103 kg×10 N/kg＝ 1.5×104 N 货物所受重力为G货物＝F浮－G飞艇＝1.935×104 N－ 1.5×104 N＝0.435×104 N m货物＝＝＝435 kg 答：当装入435 kg货物时，飞艇能够悬浮在空中。 m货物＝＝＝435 kg 答：当装入435 kg货物时，飞艇能够悬浮在空中。 知识点4　浮力的应用——密度计 1. 结构：如图所示，测量液体密度的仪器叫作密度计， （1）它中间有一个体积较大的玻璃泡； （2）密度计下方装着金属颗粒作为 ⁠； 配重　 （3）密度计上方为细玻璃管，其内部标有 ⁠。 刻度　 2. 分析： （1）大玻璃泡和配重的作用：使密度计在液体中 ⁠ ，测量时 ⁠； （2）密度计的读数方法：根据 ⁠直接 读取刻度值。 漂 浮　 保持竖直姿态　 液面所处的位置　 3. 原理：用同一个密度计测量不同密度的液体时， （1）由于密度计是漂浮工作的，则F浮＝ ，故密 度计在不同液体中所受的浮力大小 ⁠； （2）由阿基米德原理的推导式，有F浮＝ ⁠， 故液体密度越大，密度计浸在液体中的体积越 ⁠。 G物　 相等　 ρ液V排g　 小　 【典例4】如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒 的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量液体密度时， 该密度计 （选填“悬浮”“漂浮”或“下沉”）在被测液体中。将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中，可以判断：ρ1 ρ2，若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2，则m1 m2（后两 空均选填“＞”“＝”或“＜”）。 漂浮　 ＜　 ＝　 【典例4】图 【变式4】如图所示，用两支完全相同的密度计a、b分别 测甲、乙两相同容器中的液体密度，两支密度计的上端 恰好相平，则下列说法正确的是（　D　） 甲 乙 【变式4】图 D A. 甲液体的密度较大 B. b密度计所排开的液体重力较大 C. a密度计下端受到的液体压强较大 D. 两支密度计下端受到的液体压强相等 1. 轮船： （1）原理：采用空心法，增大 ⁠ ， 从而增大浮力； （2）浮力：利用轮船的 或利用轮船始终 ⁠ 可以计算轮船所受的浮力大小； （3）注意：轮船航行于不同密度的水域时，浮力 ⁠ ，其排开 ⁠。 物体排开液体的体积 排水量　 漂 浮　 不 变　 液体的体积与液体的密度成反比　 2. 潜水艇： （1）原理：通过注、排水来 ，从 而改变其浮力与自身重力的关系来实现浮沉的； （2）浮力：潜水艇 在水中时，排开水的体积不 变，所受的 ⁠。 改变其自身的重力　 浸没　 浮力不变　 3. 气球、飞艇： （1）原理：内部气体密度 空气密度； （2）浮力：可通过浮沉条件或阿基米德原理计算其在空 气中所受的浮力大小。 小于　 4. 密度计： （1）原理：密度计 在液体中； （2）浮力：密度计在不同液体中均漂浮，故 ⁠； （3）注意：密度计的刻度数分布是 ⁠。 漂浮　 F浮＝G物 上小下大　 基础评价 1. 同一支密度计先后放入密度为ρ甲、ρ乙的液体中，静止 时所处位置如图所示，密度计在两种液体中所受的浮力 分别为F甲浮、F乙浮。下列选项中正确的是（　B　） 甲 乙 第1题图 B A. ρ甲＞ρ乙 B. ρ甲＜ρ乙 C. F甲浮＜F乙浮 D. F甲浮＞F乙浮 2. 制作如图所示的“浮沉子”时，将装有适量水的小玻 璃瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上。实验 前是否要用瓶盖将大塑料瓶密封？ （选填“是” 或“否”），用力挤压大塑料瓶的侧面，会看到小玻璃 瓶内的水 （选填“变多”“变少”或“不变”），小玻璃瓶将 ⁠。 是　 变多　 下沉　 第2题图 3. 根据图中轮船上的“吃水线”排列情况，可以判断： 印度洋海水密度 （选填“大于”“等于”或 “小于”）北大西洋海水密度，轮船从印度洋开往北大 西洋，所受浮力大小 ，轮船在码头边卸下货物 后，受到的浮力 ，轮船的“排水量” ⁠ （后三空均选填“变大”“不变”或“变小”）。 小于　 不变　 变小　 不变　 第3题图 素养评价 4. 某物理兴趣小组制作了如图所示的潜水艇模型（模型 的形状不变），通过操作注射器，使水进入“潜水艇”，潜水艇由悬浮下沉至容器底部。在此过程中，潜水艇所受浮力与进入潜水艇内水质量的关系图像为（　A　） A 第4题图 A B C D 5. 如图所示的热气球，其下方开口处燃烧液化气，随着 热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升 空，则热气球内的气体密度 ，热气球所受浮 力 （以上两空均选填“变大”“变小”或“不 变”）。体积为620 m3的热气球悬浮在空中时，热气球 和乘客的总重是 N。（空气密度保持1.3 kg/m3 不变，g取10 N/kg） 变小　 不变　 8 060　 第5题图 $