9.3 物体的浮沉 课件- 2025-2026学年沪粤版物理八年级下册

该初中物理课件聚焦物体的浮沉条件，以潜艇浮沉奥秘导入，衔接阿基米德原理知识基础，通过鸡蛋在盐水与清水中的浮沉实验，帮助学生构建“浮力与重力关系”的认知支架。 其亮点在于以科学探究为核心，鸡蛋实验让学生直观感知浮沉变化，结合潜艇、探测气球等应用培养物理观念，融入黄旭华院士事迹渗透科学态度与责任。学生能深化理解，教师可高效开展教学。

9.3 物体的浮沉 1 知识回顾 潜艇时而浮于水面,时而潜入水底,有时又能停留在水中,其中的奥秘在哪里? 新课导入 物体的浮沉条件 下面我们一起用实验来研究物体的浮沉条件。 新课讲解 让鸡蛋像潜艇一样浮沉 如图 9-3-1 所示,把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中,使鸡蛋处于漂浮状态(即停留在液面上,有一部分露出液面);然后将清水缓缓倒入浓盐水中并轻轻地搅拌。 随着盐水密度的减小,鸡蛋排开的液体的体积也随之增大,鸡蛋由漂浮状态慢慢变成悬浮状态(即鸡蛋全部浸没在水中,并可停留在液体里任何深度的地方); 继续倒入清水,鸡蛋下沉。若再加入适量盐粒,鸡蛋重新缓慢地上浮。 讨论:(1)鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用? 鸡蛋在盐水中受到重力和浮力的作用。 (2)鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化? 鸡蛋的质量不变,故鸡蛋受到的重力不变。 开始时,鸡蛋漂浮,处于静止状态,此时重力等于浮力,即 F浮=G; 随着清水的加入,盐水的密度减小,但鸡蛋排开液体的体积也随着增大,由漂浮变为悬浮,此过程中浮力始终等于重力; 继续倒入清水,盐水的密度继续减小,但鸡蛋排开液体的体积不变,根据阿基米德原理 F浮= 液gV排 可知,浮力减小,当F浮<G 时,鸡蛋下沉; 如果再加入适量的盐粒,液体的密度变大,浮力变大,当 F浮>G 时,鸡蛋又会缓慢地上浮。 可见在下沉或上浮过程中变化的是鸡蛋受到的浮力。 比较鸡蛋在各种状态下受到的浮力 F浮 和重力 G 的大小,我们可以归纳出物体的浮沉条件: 当物体受到的浮力 F浮 大于物重 G 时,浸在液体中的物体就会上浮; 当物体受到的浮力 F浮 小于物重 G 时,浸在液体中的物体就会下沉; 当物体受到的浮力 F浮 等于物重 G 时,物体会悬浮在液体中或漂浮在液面。 鸡蛋在悬浮和漂浮两种状态下,浮力都等于重力,那么,这两种状态的不同之处是什么? 漂浮是物体浮在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中,V物>V排, 物< 液;悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,物体浸没在液体中,V物=V排, 物= 液 。 浮沉条件在技术上的应用 根据物体的浮沉条件,可以控制物体在液体中的浮沉。上面的实验就是用改变液体密度的方法来控制物体浮沉的。 潜艇能在水中上浮和下潜,它是通过改变自身重力的方法来控制浮沉的,其基本原理如图 9-3-2所示。 当潜艇的水舱中充入适量的水时,浮力和重力相等,潜艇就能悬浮在水中,并做水下航行了。 核潜艇是重要的军事战略装备,是国家海上军事实力的重要标志。新中国成立后,中国工程院院士黄旭华(图9-3-3)率领其团队用了几十年的时间,完成了新中国第一代核潜艇的研制,使中国成为少数拥有核潜艇的国家之一(图9-3-4)。他为我国的核潜艇事业作出了突出贡献,2019年获得“共和国勋章”。 气象台经常要放出探测气球(图9-3-5)用于气象观测。 气球内充有密度比空气小得多的氢气,气球升空后,安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等信息用无线电传送给地面观测站。气球的顶部装有放气阀门,当其工作完毕后,会自动打开阀门释放掉部分氢气,使气球体积缩小,所受浮力随之减小,气球就会缓缓地落回地面。 浮筒常被用于打捞沉船。打捞时,先在浮筒内注满水,并将其固定在沉船上,再向浮筒中输入高压空气,排出其中的水,使连成一体的沉船和浮所受的重力小于浮力,沉船随着浮筒上升。2007年我国打捞“南海一号”沉船就是采用浮筒将船身整体打捞出水的。 课堂小结 1. (2024 新疆中考)人体密度跟水的密度差不多。质量为 40 kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为 ( ) A. 10 dm3 B. 20 dm3 C. 30 dm3 D. 40 dm3 A 课堂练习 2. 一个小球的重力为 10 N,将它浸没在水中时,所排开的水的重力为 20 N,那么小球浸没时受到的浮力大小为_N;放开手后,小球将_ (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最终小球受到的浮力为_N。 20 上浮 10 3.(南昌期末)如图所示是潜水艇浮沉原理演示器,现在潜水艇演示器悬浮在水中,下列说法错误的是( ) A.潜水艇演示器总重等于同体积的水重(忽略连接管的自重和体积) B.从水舱向外排水,可使潜水艇演示器上浮 C.向水舱充水,可使潜水艇演示器下沉 D. 潜水艇演示器是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的 D 4. 2024年5月1日,我国福建舰航母成功海试。如图所示,当航母从长江内港被拖曳船拖入海洋时( ) A.舰体略上浮,受到浮力不变 B.舰体略上浮,受到浮力变大 C.舰体略下沉,受到浮力不变 D.舰体略下沉,受到浮力变大 A 自我评价与作业 1.请列举物体的浮沉条件在生活、生产实际中的应用事例,并与同学进行交流。 物体的浮沉条件在生活、生产实际中的应用事例很多,如气球升空,利用了上浮的条件;盐水选种,利用了上浮和下沉的条件;轮船在海面上航行,利用了漂浮的条件;潜艇下潜,利用了下沉的条件等。 2. 浸在液体中的物体受到的浮力为 F,重力为 G。当 F浮>G 时,物体_;当 F浮<G 时,物体_;当 F浮=G 时,物体_。 上浮 下沉 悬浮在液体中或漂浮在液面上 3.我国制造的全球最大的矿砂船,满载排水量达 45 万吨,矿砂船从江中驶入大海,浮力大小如何变化?装满矿砂的矿砂船和空载的矿砂船受到的浮力一样吗? 矿砂船从江中驶入大海,浮力大小不变,因为矿砂船始终处于漂浮状态,漂浮时浮力等于重力,矿砂船的重力不变,所以浮力也不变,虽然海水的密度比江水大,但由于船排开液体的体积会相应变化,使得浮力始终等于重力。 装满矿砂的矿砂船和空载的矿砂船受到的浮力不一样,装满矿砂时,船的总重力较大,由于漂浮时浮力等于重力,所以装满矿砂的矿砂船受到的浮力大,空载时船的重力较小,相应地受到的浮力也小。 4.如图9-3-6所示是学校物理兴趣小组制作的演示潜艇原理的模型,通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮,当从烧瓶中吸气使其下沉时,烧瓶受到的浮力将( ) A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 C 5.如图9-3-7所示,冰山露出海面的部分只是冰山的一小部分,所以常有“冰山一角”的说法。若海水的密度是1.03 103kg/m3,冰的密度是 0.9 103kg/m3,则这座冰山露出海面的体积是总体积的几分之几? 解:因为冰山在海水中漂浮, 所以 G冰=F浮, 即 冰V冰g= 海水gV排, 所以 ===, 故== . 取一个小瓶,在瓶内加入不同量的水,塞紧瓶塞,置于液体中,使瓶,子分别处于漂浮、悬浮、上浮、下沉四种状态(图9-3-8),体会物体的浮沉条件。 图9-3-8 体会物体的浮沉条件 $