10.4 沉与浮 10.5 跨学科实践：潜艇 课件 -2025-2026学年教科版物理八年级下学期

该初中物理课件围绕“沉与浮”主题，系统讲解物体沉浮条件及应用。从冰山、沉船等生活现象提问导入，通过鸡蛋沉浮实验引出受力与密度关系，再延伸到鱼类控制沉浮、潜艇等自然与技术应用，构建现象-原理-应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究（鸡蛋沉浮、自制密度计实验）、科学思维（浮力与重力公式推导）和科学态度（中山舰打捞案例），结合盐水选种、热气球等生活实例，小结清晰。学生能形成物理观念，教师可提升教学效率。

10.4 沉与浮 10.5 跨学科实践：潜艇 冰山、海豚、沉船……浸在水中的物体，有浮有沉。这是为什么呢？ 观察 鸡蛋的沉浮 如图所示，取一枚生鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，又会发生什么现象？ 物体的沉浮条件 浸没在液体中的物体，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用。根据物体所受浮力与重力大小关系，由静止释放的物体，其浮沉存在三种情况。 F浮 G物 上浮 F浮 G物 悬浮 F浮 G物 下沉 F浮 > G物 F浮 = G物 F浮 < G物 上浮 F浮 ＞ G物 G 物= m物g = ρ物V物g F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g ρ液V排g ＞ ρ物V物g ρ液 ＞ ρ物 物体浸没 V排 = V物 浸没在液体中的物体，密度小于液体的密度，物体上浮 F浮＞G物 上浮 漂浮 F浮=G物（部分浸入） 下沉 F浮 < G物 ρ液V排g < ρ物V物g（V排 = V物） ρ液 < ρ物 浸没在液体中的物体，密度大于液体的密度，物体下沉 G 物= m物g = ρ物V物g F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g F浮＜G物 下沉 沉底 F浮+ F支=G物 悬浮 F浮 = G物 漂浮 ρ液 ＞ ρ物 ρ液 = ρ物 G 物= m物g = ρ物V物g F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g ③F浮＜G物，物体下沉 ，最终沉底： F浮+ F支=G物 ①F浮＞G物，物体上浮，最终漂浮：F浮=G物 ②F浮= G物，物体悬浮 物体的浮沉条件： 总结 ρ物＜ ρ液 ρ物 ＝ ρ液 ρ物 ＞ ρ液 浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式控制沉与浮。 某些鱼类的鳔的大小变化能使鱼在水中的沉浮发生变化 抹香鲸靠加热或冷却脑油来控制沉浮 鹦鹉螺具有螺旋形的外壳，壳内有很大的充气囊 乌贼的骨中有许多小的充气分隔室 改变物体的沉浮 改变物体的浮力 改变物体的重力 改变液体密度 改变排开液体（或气体）体积 改变浮力和物体重力之间的大小关系，即可以改变物体的沉浮。 控制沉与浮 我国古代很早就将浮力应用于生产、生活中。 独木舟 宝船 孔明灯 盐水选种 1.浮船打捞（借浮力起重） 原理：浮力大于重力时，物体上浮 过程： ① 船上装泥沙，船漂浮，F浮 = G船+G泥沙； ② 卸下泥沙，F浮 > G船，船上浮，对铁牛产生拉力，使其脱离水底，实现打捞。 讨论交流 打捞中山舰 中山舰是中国近现代史上的一代名舰，其排水量为780t，长为62.9m，宽为8.9m，1938年在长江被日军击中，沉入19m深的江底。1997年中山舰被打捞出水(如图)。假如由你们来组织打捞中山舰，请设计一个打捞方案。 方案二：将几十只浮筒沉入水中，用铁链将浮筒和中山舰连起来，通过气压机将浮筒中的水压出，则空心浮筒受到向上的浮力即可拉起中山舰。 方案一：将几艘很大的木船或铁船并排拴在一起，船上装满泥沙使船尽量浸入江水中深一些。用几根铁链拴在船和中山舰上，再把船上的泥沙卸到河里，在巨大浮力的作用下即可拉起中山舰。 原理：加热球内空气，使内部空气密度减小，整体重力减小，当重力小于浮力时，热气球升空。 2.热气球 飞艇、氢气球：内部充入密度远小于空气的气体（氦气、氢气）。 活动 做一个热气球 ①取一个大的轻纸袋，用细铁丝编一个简单的小筐，再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面，筐里放一团用酒精浸湿的棉花。 ②把热气球拿到室外，点燃酒精棉，热气球就能慢慢升起来了。 ③假如由你来设计一个带吊篮的热气球，为了使它能降回地面，你打算采用什么办法？ 家庭实验室 自制密度计 可以用圆珠笔芯自制一个密度计，如图所示，找一根快用完的圆珠笔芯，金属笔头向下（也可在笔头上缠几圈金属丝），放入水中，笔芯静止时，在笔杆上标出水面的位置，作为水的密度标记。然后放在盐水中，你有什么发现？你知道它的原理吗？ 3.密度计 刻度特点：上小下大，上疏下密（不均匀）。 浸入越深，密度越小。 工作原理：物体漂浮时，F浮 = G F浮 = ρ液V排g 4.轮船 原理：采用空心的办法，增大排开水的体积，增大可利用的浮力。 排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量 F浮= G排=m排 g m排= m船+m货 漂浮：F浮=G m船 g +m货 g = m排 g 思考：同一艘轮船从长江驶入东海，轮船的浮力如何变化？ 是上浮还是下沉呢？ 不变 不变 上浮 5.潜水艇 原理：靠改变自身的重力实现上浮和下沉。 潜艇 潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的多少。 将压缩空气压入水舱排水 打开舱门充水 自制潜艇模型 核潜艇基本结构 活动：了解中国潜艇 课堂小结 物体的沉浮条件 控制沉与浮 知识点1相交线 沉与浮 盐水选种：饱满种子的密度大于盐水的密度而下沉。 F浮＞G物 F浮＝ G物 F浮＜ G物 上浮 悬浮 下沉 轮船：采用“空心”法增大可利用的浮力。 热气球、气球、飞艇：内部充有密度小于空气的气体（热空气、氢气、氦气）。 密度计：漂浮在液体中。刻度不均匀，上疏下密，上小下大。 随堂练习 1.选取苹果、大枣、葡萄，将其浸没在水中后松手，观察到的浮沉情况如图所示。请比较各自重力与浮力的大小关系。 由图可知，葡萄沉入水底，苹果和大枣漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，苹果、大枣的重力都与各自的浮力相等，葡萄的重力大于其浮力。 2.小明与小聪发现，实心的铁块在水中下沉，实心的木块全部压入水中松手后上浮，据此他们推测：实心物体的密度大于液体的密度，物体则下沉；实心物体的密度小于液体的密度，物体则上浮。请说明理由。 实心物体的重力G物=m物g=ρ物gV物，根据阿基米德原理可知，实心物体浸没在水中后受到的浮力F浮=ρ液gV排，此时V排=V物，当ρ物＞ρ液时，G物＞F浮，实心物体下沉；当ρ物＜ρ液时，G物＜F浮，实心物体上浮。 3.如图所示是小聪制作的“浮沉子”，它由一个盛水的大塑料瓶和一个开口向下的小玻璃瓶组成，大瓶的瓶盖拧紧密封，两瓶内均有少量空气。挤压大瓶可以控制小瓶的上浮、下沉或悬浮。试说明其中的道理。 挤压大瓶时，大瓶内空气被压缩，空气对水面的压强增大，则水中小瓶瓶口处的压强增大，将水压入小瓶中一部分，小瓶排开水的体积变小，根据F浮=ρ水gV排可知，小瓶所受的浮力变小，当小瓶所受重力大于浮力时，小瓶将下沉；当手松开时，大瓶内空气体积变大，空气对水面的压强减小，则小瓶瓶口处的压强减小，小瓶内的空气的将水压出一部分，根据F浮=ρ水gV排可知，小瓶所受的浮力变大，当所受重力小于浮力时，小瓶将上浮。这样通过控制挤压大瓶的程度，可以控制小瓶的上浮、下沉或悬浮。 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 $