第3节 物体的浮沉条件及应用（教学课件）（含交互动画）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件聚焦“物体的浮沉条件及其应用”，通过视频演示不同物体浮沉现象导入，引导学生分析重力与浮力关系，再经受力分析、实验推导（如鸡蛋在清水和盐水中的浮沉）构建从现象到原理的学习支架，最后结合轮船、潜水艇等应用实例巩固知识。 其亮点在于融合科学思维（推导浮沉条件的密度与力的关系）、科学探究（橡皮泥小船实验）和科学态度（联系辽宁舰、“奋斗者”号等科技案例），采用案例教学与实验结合的方法，帮助学生形成物理观念，提升分析能力，教师使用可高效突破动态分析浮沉过程等重难点。

第十章 浮力 第3节 物体的浮沉条件及其应用 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 能描述物体的浮沉条件（F浮与G物的关系，ρ物与ρ液的关系），并运用其说明生产生活中的有关现象。形成从“力与运动”和“物质密度”两个视角分析浮沉问题的观念。 02 科学思维 在得出物体浮沉条件的过程中，能根据同一直线上二力合成的规则和力与运动的关系进行演绎推理。在分析浮力应用实例时，能运用阿基米德原理和浮沉条件进行科学论证和模型建构。 03 科学探究 能设计简单实验（如“盐水浮鸡蛋”、“橡皮泥造船”）改变物体的浮沉状态，在观察现象、收集证据的基础上，运用浮沉条件对实验现象进行解释。 04 科学态度与责任 了解古代郑和宝船与现代辽宁舰等科技成就，感受物理学对人类生活和社会发展的影响，激发民族自豪感与科学探索热情。通过浮沉条件的学习，增强将理论知识应用于实际的安全意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 1、通过受力分析和二力合成，推导并理解物体的浮沉条件（F浮 = G排的关系）。 2、运用浮沉条件解释轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计的工作原理。 1、从“力与运动的关系”角度，动态地分析物体 浮沉的过程及最终状态。 2、理解轮船采用“空心”法增大V排从而增大F浮的本质；理解潜水艇通过改变自身重力（G排）实现浮沉的原理；理解密度计利用漂浮时F浮 = G排不变，ρ液与V排成反比的原理来测量。 课堂引入 观看视频，说说你观察到的现象？ 这些物体都受到重力和浮力的作用，为什么运动结果却不同？你觉得这可能和什么有关？ 演示 知识点1   物体的浮沉条件 知识点1： 物体的浮沉条件 对鸡蛋进行受力分析，它受到哪些力？方向如何？这两个力作用在同一直线上，它们的合力方向由谁决定？ 活动： G物 F浮 知识点1： 物体的浮沉条件 请根据F浮与G物的大小关系，分析物体可能出现的三种运动情况： 活动： G物 F浮 F浮 ＞ G 合力向上，上浮 G物 F浮 F浮 = G 合力为0，悬浮 G物 F浮 合力向下，下沉 F浮 ＜ G 知识点1：物体的浮沉条件 根据阿基米德原理F浮 = ρ液gV排，物体的重力G = m物g = ρ物V物g 试着推导物体浮沉条件的另一种表达方式 思考： F浮 ＞ G ρ液V排g ＞ ρ物V物g ρ液 ＞ ρ物 物体浸没 V排 = V物 上浮 F浮 G 浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮 上浮 漂浮 漂浮 F浮 = G ρ液V排g = ρ物V物g 物体漂浮V排 < V物 ρ液 ＞ ρ物 知识点1：物体的浮沉条件 根据阿基米德原理F浮 = ρ液gV排，物体的重力G = m物g = ρ物V物g 试着推导物体浮沉条件的另一种表达方式 思考： F浮 ＝ G ρ液V排g = ρ物V物g ρ液 = ρ物 物体浸没 V排 = V物 悬浮 F浮 G 悬浮 浸没在液体中的物体，如果它的密度等于液体的密度，物体悬浮 知识点1：物体的浮沉条件 根据阿基米德原理F浮 = ρ液gV排，物体的重力G = m物g = ρ物V物g 试着推导物体浮沉条件的另一种表达方式 思考： F浮 < G ρ液V排g < ρ物V物g ρ液 < ρ物 物体浸没 V排 = V物 下沉 F浮 G 浸没在液体中的物体，如果它的密度大于液体的密度，物体下沉 下沉 沉底 沉底 F浮＋F支＝G 知识点1：物体的浮沉条件 将鸡蛋分别放入清水、盐水中，观察鸡蛋位置变化。 实验： 知识点1：物体的浮沉条件 悬浮和漂浮同为静止状态，它们有何异同？ 思考： 异同点 悬浮 漂浮 不 同 点 在液体中的位置 体积关系 密度关系 相同点 静止在液体内部任何位置 静止在液体 表面 V排=V物 V排＜V物 ρ物＝ρ液 ρ物＜ρ液 F浮=G 知识点1：物体的浮沉条件 一物块的质量为90 g，体积为100 cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为___N，松手后，物体将会____（上浮/下沉/悬浮），最终静止时物体排开水的质量______g。（g=10 N/kg，ρ水=1.0 g/cm3） 例1： 解析：（1）将物体浸没在水中，V排=V物=100 cm3=1×10-4 m3， F浮 = ρ水V排 g = 1.0×103 kg/m3×1×10-4 m3×10 N/kg =1 N； （2）G = mg = 0.09 kg×10 N/kg = 0.9 N， 因为F浮＞G，所以松手后物体将上浮； （3）物体静止时，处于漂浮状态，受到的浮力F浮′=G=0.9 N， 排开水的重力：G排′=F浮′=0.9 N， 排开水的质量： m排 = = = 0.09 kg = 90 g G排′ g 0.9 N 10 N/kg 1 上浮 90 知识点2   浮力的应用 知识点2： 浮力的应用 应用一： 轮船 人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式。后来人们就发明了船。它能承载更多的人和物。 知识点2： 浮力的应用 应用一： 轮船 据《明史·郑和传》记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约为147m，是当时世界上最大的木船。 知识点2： 浮力的应用 应用一： 轮船 中国已形成‌辽宁舰、山东舰、福建舰‌三型主力航母构成的“三剑客”阵容。请思考铁为什么能浮在水面？ 知识点2： 浮力的应用 思考： 观看视频，思考橡皮泥的密度比水大，为什么团成球会沉，做成船却能浮？它的重力变了吗？什么变了？ 知识点2： 浮力的应用 归纳： 轮船能漂浮的原因：轮船的形状增大了V排，从而增大了F浮。 轮船漂浮时的受力分析：F浮 ＝G 知识点2： 浮力的应用 拓展： 排水量：m排=m船+m货 排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量反映轮船的大小（m排=m船+m货）。 辽宁舰的排水量约为6万吨，表示辽宁舰满载时，舰载机和舰身的质量之和约为6万吨。 知识点2： 浮力的应用 应用二： 潜水艇——靠改变自身重力（向水舱充水或排水）来实现浮沉。 下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，G＞F浮，潜艇就会下沉。 上浮时，用压缩气体将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，G＜F浮，潜艇就会上浮。 若G=F浮，潜艇 会怎样？ 知识点2： 浮力的应用 应用三： 气球和飞艇——充入或排出密度较小的气体来实现升降 知识点2： 浮力的应用 应用三： 气球和飞艇——充入或排出密度较小的气体来实现升降 20世纪20~30年代，飞艇曾盛极一时，用来进行军事侦察、轰炸敌方目标或作为空中交通工具。后来连续发生了几次气囊中氢气爆炸的事故。飞行速度有不及飞机，便逐渐被飞机取代。近年来由于能源危机，且可以用不会爆炸的氦气代替氢气，人们对飞艇又重新重视起来。 一个飞艇充入气体后的质量是1.5 t，体积为1500 m3。当飞艇悬浮在空中时，它装了多少货物?（空气的密度取1.29 kg/m3。g取10 N/kg。） 解析： 由阿基米德原理知飞艇受到的浮力： F浮=ρ空气 g V排 = 1.29 kg/m3 ×10 N/kg×1500 m3=1.935×104 N 　 飞艇悬浮有：F浮= G艇+G货 而G艇=mg=1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×104 N　 即 G货= F浮－G艇=1.935×104 N－1.5×104 N=4.35×103 N 知识点2： 浮力的应用 例2： 知识点2： 浮力的应用 应用四： 密度计——核心原理 ：漂浮——F浮 ＝G排=ρ液g V排 如图所示的自制简易密度计是把吸管的下端密闭并缠绕一段铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中。由观察到的现象判断甲、乙哪杯液体的密度大，说出你的理由。 甲 乙 解析：密度计在不同液体中都漂浮：F浮 ＝G 。 同一支密度计的重力不变，所以有 ρ甲 g V排甲= ρ乙 g V排乙 由图知V排甲 ＞V排乙， 得ρ甲＜ ρ乙。 知识点2： 浮力的应用 例3： 课堂总结 物体的浮沉条件 物体的浮沉条件及应用 浮力的应用 若F浮＞G，则上浮 若F浮=G， 则悬浮 若F浮<G， 则下沉 若ρ液＞ρ物，则上浮 若ρ液=ρ物， 则悬浮 若ρ液<ρ物， 则下沉 漂浮：F浮＝G物 沉底：F浮＝G物－F支 1、轮船（增大了V排所以能漂浮，F浮 ＝G ） 2、潜水艇（改变自身重力来浮沉） 3、气球和飞艇（充入密度小的气体升空） 4、密度计（漂浮，F浮 ＝G排=ρ液g V排） 比较浮力和 重力的大小 比较物体密度和液体密度 课内知识通关练 课内知识通关练 1、小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中，静止后，发现李子沉到水槽底部，香瓜漂浮在水面上，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．李子的密度小于水的密度 B．香瓜的密度大于李子的密度 C．香瓜受到的浮力小于李子受到的浮力 D．若往水中加适量酒精香瓜可能悬浮 【详解】AB．由题意可知，香瓜漂浮在水面上，李子沉在水底，由物体浮沉条件可知，香瓜的密度小于水的密度，李子的密度大于水的密度，则香瓜的密度小于李子的密度，故AB错误；C．据图可知，香瓜排开液体的体积大于李子排开液体的体积，液体的密度相同，根据F浮=ρ液液gV排可知，香瓜受到的浮力大于李子受到的浮力，故C错误；D．往水中加适量酒精，液体密度会变小，当刚好和香瓜的密度相等时，香瓜会悬浮，故D正确。故选D。 考点：物体的浮沉条件 D 课内知识通关练 2、（多选题）如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中静止后的情形。判断正确的是（　　） A．甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 B．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力 D．鸡蛋在甲杯中受到的浮力等于在乙杯中受到的浮力 【详解】AB．由图可知，鸡蛋在甲悬浮、乙漂浮，甲中盐水密度等于鸡蛋的密度，乙中盐水的密度大于鸡蛋的密度，故甲中盐水的密度小于乙中盐水的密度，故A错误，B正确； CD．由图可知，鸡蛋在甲悬浮、乙漂浮，浮力都等于重力，故C错误，D正确。 故选BD。 考点：物体的浮沉条件 BD 课内知识通关练 3、用盐水浸种是筛选饱满种子的措施之一。如图所示，把待选种子放入盐水中，饱满种子会沉在盐水底部，不饱满的种子会浮出液面。下列说法正确的是（       ） A．浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子受到的浮力大 B．浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子密度大 C．浮出液面的种子上浮过程中受到的压强变大 D．沉在盐水底部的种子密度比盐水密度大 【详解】A. 饱满种子沉底、排开盐水体积更大，根据阿基米德原理，浮力更大，A 错误。 BD. 浮出液面的种子密度小于盐水，沉底的种子密度大于盐水，故浮出液面的种子密度更小，B 错误、D 正确。C. 种子上浮时深度减小，所受液体压强变小，C 错误。 考点：物体的浮沉条件 D 课内知识通关练 4、如下图所示，“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中，不考虑海水密度及潜水器体积的变化，以下说法正确的是（　　） A．“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大 B．“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变 C．“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变 D．“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大 【详解】在万米深海处继续下潜的过程中，据F浮=ρ液gV排和p=ρ液gh知，“奋斗者”号排开水的体积不变，深度变大，故“奋斗者”号受到海水的浮力不变，压强变大，故A正确，BCD错误。故选A。 考点：浮力的应用 A 课内知识通关练 5、中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列说法正确的是（　　） A. 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉的 B. 在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C. 从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水 D. 从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 【详解】 潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮与下沉的，故A说法错误。在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力不变，故B说法错误。从长江潜行进入东海时，受到的浮力会增大，根据物体的浮沉条件，此时要增大潜艇的重力，所以需要往水仓内注水，故C说法正确。从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变大，故D说法错误。 考点：浮力的应用 C 课内知识通关练 6、如图在木棒的一端缠绕一些铜丝做成自制密度计，将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，静止后两烧杯液面相平。下列有关说法正确的是（    ） A．密度计在烧杯中所受的浮力F甲<F乙 B．液体的密度ρ甲˃ρ乙 C．烧杯底部所受液体的压强p甲=p乙 D．烧杯底部所受液体的压力F甲'<F乙' 考点：浮力的应用 【详解】AB. 同一只密度计放在甲、乙液体中都漂浮，受到的浮力相等且都等于重力，密度计在甲液体中排开液体的体积较小，由阿基米德原理可知ρ甲˃ρ乙故A错误，B正确；CD. 静止后两烧杯液面相平，根据p=ρ液gh可知烧杯底部受到的液体压强p甲>p乙,烧杯的底面积相同，根据F=ps可知烧杯底部受到的液体压力F甲'>F乙',故CD错误。故选B。 B 课内知识通关练 7、科技小组的同学对物体的浮沉条件进行探究。在一个圆柱形容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（水始终未溢出）。通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的图像。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）则水的深度到达12cm时，物块浸在水中的体积时 。 考点：物体的浮沉条件 【详解】由图像知，从h＝8cm开始，随着水的深度增加，该物块所受到的浮力不再发生变化，8cm＜10cm，物体没浸没，说明水深8cm时物块刚好处于漂浮状态；物块漂浮时，V排＝Sh＝10cm×10cm×8cm＝800cm3＝8×10－4m3。 8×10－4m3 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Wxmm_9020220615 $null