12.3 物体的浮沉条件及应用 导学案 2025-2026学年人教版八年级物理下册

该初中物理导学案聚焦“物体的浮沉条件及应用”，通过“温故知新”复习平衡状态和阿基米德原理，搭建新旧知识衔接的学习支架，引导学生从受力分析和密度比较两方面推导并理解浮沉条件。 以实验探究为特色，通过木块铁块浮沉、鸡蛋在水和盐水对比等演示实验，结合科学推理分析原理，体现科学探究与科学思维素养，“百炼成钢”习题联系实际应用，帮助学生深化物理观念，提升解决问题能力。

第十章第三节 物体的浮沉条件及应用导学案 【学习目标】 1.通过受力分析和二力合成，推导并理解物体的浮沉条件。 2.能通过比较重力和浮力、物体密度和液体密度来判断浮沉。 3.运用浮沉条件解释轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。 【温故知新】 1.物体处于 或 运动状态，称为平衡状态；物体处于平衡状态，合力为 。 2.阿基米德原理：F浮 = ； 【探究新知】 1、 物体的浮沉条件 1.比较重力和浮力来判断浮沉 演示实验：如图，将不同物体（如木块、铁块）放入水中，观察它们的浮沉情况，并思考决定浮沉的因素。 现象：木块在水中 ，最终 ；铁块在水中 ，最终 。 分析原因：物体放入水中松手后，只受到 和 的作用，木块在水中上浮，说明浮力 重力，二力合力的方向 ，木块露出水面以后，浮力逐渐 ，当浮力 重力时，漂浮在水面；铁块在水中下沉，说明浮力 重力，二力合力的方向 。 结论： ①当F浮 > G时，二力的合力方向 ，物体 ，最终处于静止状态即漂浮状态。 ②当F浮 < G时，二力的合力方向 ，物体会 ， 最终会处于静止状态 。 ③如图当F浮 = G时，二力的合力为 ，物体保持静止状态即悬浮状态， 2.比较物体密度和液体密度来判断浮沉 演示实验：如图，将新鲜的鸡蛋分别浸没在盛有水和盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。 现象：鸡蛋在水中 ，而在盐水中 。 分析原因：物体在液体中上浮还是下沉与液体的密度有关。物体浸没时，排开液体的体积 V排 物体的体积 V物。 根据阿基米德原理，F浮 = ；物体的重力 G物 = ；可得物体的浮沉与密度的关系。 结论： ①当 ρ物 ρ液 时，物体上浮，最终漂浮。 ②当 ρ物 ρ液 时，物体悬浮。 ③当 ρ物 ρ液 时，物体下沉。 2、 浮力的应用 演示实验：如图，将橡皮泥捏成实心球状放入水中观察橡皮泥的浮沉情况；将橡皮泥捏成船状放入水中，观察现象。 现象：实心球橡皮泥在水中 ，捏成船状的橡皮泥在水中 。 分析原因： 船状的橡皮泥增大了 ，从而增大了 ，使它在水中漂浮。 结论：要使密度大于水的密度的物体漂浮在水面上，应把它做成 ，使它排开水的体积变大，从而受到较大的浮力。 1.轮船： ①漂浮的原理：采用“空心”的办法，增大 ，从而获得更大的浮力。 ②轮船由河里驶入海里排开水的体积如何变化：轮船从河里驶入海里，轮船始终处 于 状态，所以受到的浮力始终与重力 ，所以整个过程中受到的浮力 ；因为海水密度大于河水密度，所以轮船排开水的体积 ，因此轮船会 一些。 ③排水量：轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船装满货物时排开水的 。 如上图是我国的第一艘航空母舰辽宁舰。它的排水量约为6×104吨，表示辽宁舰满载时，舰载机和舰身的质量之和是6×104吨，可知辽宁舰受到的重力是 N,受到的浮力是 N。 2.潜水艇 原理： 潜水艇的艇身内有水舱。通过向水舱充入水，可以增大自身重力，从而实现下潜；通过将水舱中的水排出去，可以减小自身重力，从而实现上浮。 关键点： 在下潜和上浮过程中，潜水艇排开水的体积 V排 ，所以它所受到的浮力 F浮 。它是通过改变 来实现浮沉的。 3.气球和飞艇：原理： 气球里充入密度 空气密度的气体（如氦气、热空气），使得气球（包括内部气体）的平均密度小于空气的密度，从而 F浮 G总，实现升空。 4. 密度计: ①作用： 测量液体的密度。 ②工作原理： 密度计在任何液体中都处于 状态，因此 F浮 G,浮力大小不变。根据 F浮 = ρ液 g V排，液体密度 ρ液 越大，它排开液体的体积 V排 就越 ，所以浸入液体的深度就越浅。因此，密度计的刻度值是“ ”。 【百炼成钢】 1.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 2.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．甲受到的浮力最大 B．甲物体的密度最大 C．丁物体受到的浮力最小 D．丁物体的密度最大 3.如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．甲杯中盐水的密度大 B．乙杯中盐水的密度大 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力大 4.水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中，静止时两球状态如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（    ） A．两小球所受浮力 B．两种液体的密度 C．两种液体对容器底部的压强 D．两种液体对容器底部的压力 5.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 6.小明探究怎样使物体浮沉，如图用手将重力为2N，体积为1.5×10-4m3的苹果压入水中，松手后苹果将 （上浮/下沉/悬浮），静止时苹果受到的浮力为 N。 7. 许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t，此时舰船的重力是 N，所受的浮力是 N．当舰船从海洋驶入长江时，浮力 （选填“增大”，“不变”或“减小”），船身会 （选填“上浮”、“下沉”或“不变”）一些。 8.如图所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，漂浮时有的体积露出水面，求： （1）木块受到的浮力； （2）木块的密度. 第十章第三节 物体的浮沉条件及应用导学案答案 【温故知新】 1.物体处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态；物体处于平衡状态，合力为0。 2.阿基米德原理：F浮 = ρ液 g V物； 【探究新知】 1、 物体的浮沉条件 1.比较重力和浮力来判断浮沉 演示实验：如图，将不同物体（如木块、铁块）放入水中，观察它们的浮沉情况，并思考决定浮沉的因素。 现象：木块在水中上浮，最终漂浮在水面；铁块在水中下沉，最终沉到容器底部。 分析原因：物体放入水中松手后，只受到重力和浮力的作用，木块在水中上浮，说明浮力大于重力，二力合力的方向向上，木块露出水面以后，浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，漂浮在水面；铁块在水中下沉，说明浮力小于重力，二力合力的方向向下。 结论： ①当F浮 > G时，二力的合力方向向上，物体上浮，最终处于静止状态即漂浮状态。 ②当F浮 < G时，二力的合力方向向下，物体会下沉 ， 最终会处于静止状态 。 ③如图当F浮 = G时，二力的合力为 0 ，物体保持静止状态即悬浮状态， 2.比较物体密度和液体密度来判断浮沉 演示实验：如图，将新鲜的鸡蛋分别浸没在盛有水和盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。 现象：鸡蛋在水中下沉，而在盐水中上浮。 分析原因：物体在液体中上浮还是下沉与液体的密度有关。物体浸没时，排开液体的体积 V排 等于 物体的体积 V物。 根据阿基米德原理，F浮 = ρ液 g V物；物体的重力 G物 = ρ物 g V物；可得物体的浮沉与密度的关系。 结论： ①当 ρ物 小于 ρ液 时，物体上浮，最终漂浮。 ②当 ρ物 等于 ρ液 时，物体悬浮。 ③当 ρ物 大于 ρ液 时，物体下沉。 二、浮力的应用 演示实验：如图，将橡皮泥捏成实心球状放入水中观察橡皮泥的浮沉情况；将橡皮泥捏成船状放入水中，观察现象。 现象：实心球橡皮泥在水中下沉，捏成船状的橡皮泥在水中漂浮。 分析原因： 船状的橡皮泥增大了排开水的体积，从而增大了浮力，使它在水中漂浮。 结论：要使密度大于水的密度的物体漂浮在水面上，应把它做成空心的，使它排开水的体积变大，从而受到较大的浮力。 1.轮船： ①漂浮的原理：采用“空心”的办法，增大 排开液体的体积 ，从而获得更大的浮力。 ②轮船由河里驶入海里排开水的体积如何变化：轮船从河里驶入海里，轮船始终处于 漂浮 状态，所以受到的浮力始终与重力 相等 ，所以整个过程中受到的浮力 不变；因为海水密度大于河水密度，所以轮船排开水的体积 变小 ，因此轮船会 上浮 一些。 ③排水量：轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船装满货物时排开水的 质量 。 如上图是我国的第一艘航空母舰辽宁舰。它的排水量约为6×104吨，表示辽宁舰满载时，舰载机和舰身的质量之和是6×104吨，可知辽宁舰受到的重力是 6 × 10⁸ N,受到的浮力是 6 × 10⁸ N。 2.潜水艇 原理： 潜水艇的艇身内有水舱。通过向水舱充入水，可以增大自身重力，从而实现下潜；通过将水舱中的水排出去，可以减小自身重力，从而实现上浮。 关键点： 在下潜和上浮过程中，潜水艇排开水的体积 V排 不变，所以它所受到的浮力 F浮 不变。它是通过改变自身重力来实现浮沉的。 3. 气球和飞艇：原理： 气球里充入密度小于空气密度的气体（如氦气、热空气），使得气球（包括内部气体）的平均密度小于空气的密度，从而 F浮 大于 G总，实现升空。 4. 密度计: ①作用： 测量液体的密度。 ②工作原理： 密度计在任何液体中都处于漂浮状态，因此 F浮 等于 G,浮力大小不变。根据 F浮 = ρ液 g V排，液体密度 ρ液 越大，它排开液体的体积 V排 就越小，所以浸入液体的深度就越浅。因此，密度计的刻度值是“上小下大”。 【百炼成钢】 1.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　） 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 2.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则下列说法正确的是（  D  ） A．甲受到的浮力最大 B．甲物体的密度最大 C．丁物体受到的浮力最小 D．丁物体的密度最大 3.如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（　A　） A．甲杯中盐水的密度大 B．乙杯中盐水的密度大 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力大 4.水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中，静止时两球状态如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（  D  ） A．两小球所受浮力 B．两种液体的密度 C．两种液体对容器底部的压强 D．两种液体对容器底部的压力 5.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（B    ） 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 6.小明探究怎样使物体浮沉，如图用手将重力为2N，体积为1.5×10-4m3的苹果压入水中，松手后苹果将 下沉 （上浮/下沉/悬浮），静止时苹果受到的浮力为 1.5 N。 7.许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t，此时舰船的重力是 4.8×107 N，所受的浮力是 4.8×107 N．当舰船从海洋驶入长江时，浮力不变 （选填“增大”，“不变”或“减小”），船身会 下沉 （选填“上浮”、“下沉”或“不变”）一些。 8.如图所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，漂浮时有的体积露出水面，求： （1）木块受到的浮力； （2）木块的密度. 解：（1）木块的体积：V==0.001m3， 木块浸入水中的体积：V排=（1）V=0.0006m3， 木块受到的浮力：F浮=水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0006m3=6N; （2） 木块漂浮时 G=F浮=6N, 木块的质量：==0.6kg, 木块的密度：==0.6×103kg/m3. 学科网（北京）股份有限公司 $