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

中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰,其排水量780t,长62.48m,宽8.99m,目前沉于19m深的江底。打捞它的意义重大! 1986年打捞动议提出后获各界支持。经多年探摸与论证,1996年11月启动打捞,历时100天,于1997年1月28日将沉没59年的中山舰整体打捞出水,开创中国内河水下考古先例。请同学们也来组织打捞中山舰,并设计一个打捞方案。 核心素养目标 知道物体浮沉的条件,能识别(漂浮,悬浮,沉底)等受力状态,能通过受力变化分析上浮、下沉等物理过程。 通过绘制受力分析图,培养物体隔离分析的模型建构能力。 知道轮船、潜水艇、密度计等的工作原理,会运用浮沉条件解释生活中的相关现象。 了解中国载人深潜、航母发展,增强民族自豪感与科技报国情怀 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 知识点1: 物体的浮沉条件 五种状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 F浮①_G F浮②_G F浮③_G F浮④_G F浮+FN⑤_G ⑥ 物_ 液 物_ 液 物_ 液 物_ 液 物_ 液 处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体内的任何深度 V物 V排 是“上浮”过程的最终状态 V物 V排 是“下沉”过程的最终状态 处于静止状态,受平衡力作用 > < = = = 知识点1:物体的浮沉条件 物体的浮沉条件 < < > > = = > 总结求浮力的四种方法 称重法: F浮=G-F拉, 压力差法: F浮=F向上-F向下, 阿基米德原理: F浮= 液gV排, 平衡法: 如悬浮和漂浮时,F浮=G. 知识点2: 浮力的应用一 潜水艇 原理:通过改变 实现上浮和下潜的 上浮时:向水舱外排水,潜水艇变轻,使F浮 G,开始上浮 下潜时:向水舱内充水,潜水艇变重,使F浮 G ,开始下沉 注意:潜水艇在水下(未露出水面)时,排开水的体积始终不变,所受的浮力不变。 知识点2: 浮力的应用一 潜水艇 自身重力 > < 悬浮时:当水舱充水,F浮 G,可以悬浮在水中 = 例1 物理实践活动中,小明自制了一个体积为 的潜艇模型,如图 所示。下列说法正确的是取 ( ) 知识点2: 浮力的应用一 A. 潜艇模型悬浮在水中时受到的浮力为 B. 潜艇模型是通过改变所受的浮力实现浮沉的 C. 将注射器向左推,图中悬浮的潜艇模型上浮 D. 潜艇模型在水面下下潜的过程中受到的浮力增大 A.潜艇模型悬浮在水中时,排开水的体积 ,则受到的浮力 ,故A错误; B.潜艇模型浸没在水中时,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,潜艇模型是通过改变自身的重力实现浮沉的,故B错误; C.将注射器向左推,试管中的气压增大,水被排出,试管自身的重力减小,图中悬浮的潜艇模型将上浮,故C正确; D.潜艇模型在水面下下潜的过程中,排开水的体积不变,根据 ,则受到的浮力不变,故D错误。故选C。 知识点2: 浮力的应用一 知识点2: 浮力的应用二 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。 轮船 知识点2: 浮力的应用二 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。请同学们思考以下几个问题? 轮船 知识点2: 浮力的应用二 例2(1)钢铁的密度远大于水,用钢铁制造的航母为什么能漂浮在海面上呢? 轮船 与轮船一致,采用 的方法即把密度大于水的钢铁材料制成空心的,使 它能排开更多的水,增大了排开水的体积,从而 浮力,所以能够漂浮 在水面上,此时航母受到的浮力 重力。(选填“大于”“小于”或 “等于”) 空心 增大 等于 知识点2: 浮力的应用二 (2)福建舰是我国第三艘航母,其满载排水量为8.8 104t。g取10N/kg。求福 建舰满载时受到的浮力。 福建舰满载时排开水的质量为 F浮=G排=m排g=8.8 107kg 10N/kg=8.8 108N 福建舰受到的浮力 知识点2: 浮力的应用二 (3)当一架舰载机起飞后,福建舰受到的浮力将如何变化,航母排开海水的体 积如何变化? 福建舰始终处于漂浮状态,受到的浮力 它受到的重力,所以当航母上的 舰载机飞离航母后,航母的重力 ,受到的浮力 。根据阿基米德原 理F浮= 液gV排,当 液不变时,F浮与V排成正比,因为浮力减小了,所以排开海 水的体积 。 等于 减小 减小 减小 (4)轮船从河里驶到了海里,要上浮一些,为什么? 知识点2: 浮力的应用二 轮船始终处于 状态,所以其受到的浮力F浮始终 自身重力 G,船的重力 G不变,所以 F浮不变;由于海水的密度 河水的密度,根据F浮= 液gV排,当F浮 不变时, 液越大,V排越小所以船要上浮一些。 漂浮 等于 大于 (1)原理:密度计放在液体中总是 的,因此受到的浮力 它受到的重力。 密度计 知识点2: 浮力的应用三 漂浮 二力平衡:F浮=G 根据 F浮= 液gV排=G,因为 不变,所以密 度计所受 不变,液体的密度越大时密度计 , 就会上浮一些。反之,液体的密度越小则 。 (也就是说,F浮不变时, 液和V排成反比) 密度计重力 浮力 排开液体的体积越小 排开液体的体积越大 等于 (2)特点:刻度线不均匀,从上往下越来越小。 例3 如图是小莉在物理实践课中制作的一个能测量酒精密度的简易密度计,它由标度杆、浮子和配重构成。若图中A、B两个位置所对应的酒精密度分别为 A、 B,则 A_ B(选填“>”“<”或“=”);若要使密度计更精确,则可以改用更_(选填“粗”或“细”)的标度杆。 < 细 知识点2: 浮力的应用三 原理:内部充的是密度⑤_空气的气体,F浮 G物, 因而能够升空。比如节日里放飞的气球充的是氦气。 图3 小于 知识点2: 浮力的应用四 气球飞艇 > 为了能定向航行,人们还制成了飞艇:在大气囊下面安装了带螺旋桨的发动机 知识点2: 浮力的应用四 飞艇 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。但是气囊中氢气容易爆炸,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。 例4 如图是我国自主研发的“极目一号” 型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度 空气),副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力_浮力,实现上浮。 小于 知识点2: 浮力的应用四 小于 中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰,其排水量780t,长62.48m,宽8.99m,目前沉于19m深的江底。打捞它的意义重大! 1986年打捞动议提出后获各界支持。经多年探摸与论证,1996年11月启动打捞,历时100天,于1997年1月28日将沉没59年的中山舰整体打捞出水,开创中国内河水下考古先例。请同学们也来组织打捞中山舰,并设计一个打捞方案。 比密度,看状态,判浮力 玩转浮力三大题型 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 液> 物,则上浮 若 液= 物, 则悬浮 若 液< 物, 则下沉 漂浮:F浮=G物 沉底:F浮=G物-F支 1、潜水艇(改变自身重力来浮沉) 2、轮船 (增大了V排所以能漂浮,F浮 =G ) 3、密度计(漂浮,F浮 =G排= 液g V排) 4. 气球和飞艇(充入密度小的气体升空) 比较浮力和 重力的大小 比较物体密度和液体密度 例5 (1)某物体的质量为100g,把它放进盛满水的容器中,溢出50mL的水,则此物体 ( ) A.浮在水面上 B.沉到容器底部 C.悬浮在水中 D.无法判断 解析:G物=m物g=0.1 10=1(N) 0.1kg 5 10-5m3 B F浮= 液gV排=1 103 10 5 10-5=0.5(N) ∴F浮<G物 ∴下沉 题型一: 利用力和密度判断物体的浮沉状态 (2)把密度为0.6 103 kg/m3、重为12 N的木块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是( ) A. 漂浮 F浮>12 N B. 漂浮 F浮=12 N C. 沉底 F浮<12 N D. 沉底 F浮=12 N 解析:∵ 物< 液 水=1 103 kg/m3 F浮 < G物 F浮 = G物 F浮 > G物 F浮 = G物 下沉 悬浮 上浮 漂浮 液< 物 液= 物 液> 物 液> 物 ∴木块漂浮 ∴F浮=G物=12N B 例6 质量相等但密度不同的A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后的情形如图所示,分析可知:_球受到的浮力最小,_球的密度最小。 分析: ∵A漂浮,B悬浮 ∴FA=G,FB=G ∵质量相等, ∴GA=GB=GC=G, ∴FA=FB=G ∵C球沉底,受支持力,FC<G ∴C球所受浮力最小。 ∵A漂浮, A< 水, B悬浮 B = 水; C沉底, C > 水 ∴A球密度最小。 题型二: 利用浮沉状态比较力和密度 C A 反馈1 一只实心球恰好能悬浮于酒精中( 酒精=0.8 103kg/m3),把此球浸没于水中,则 ( ) A. 一定下沉 B.一定上浮 C.一定悬浮 D. 都有可能 ∵小球“悬浮” F浮 < G物 F浮 = G物 F浮 > G物 F浮 = G物 下沉 悬浮 上浮 漂浮 液< 物 液= 物 液> 物 液> 物 根据浮沉条件可知: 球= 酒精=0.8 103kg/m3 又∵0.8 103kg/m3<1 103kg/m3 即: 球 < 水 此球浸没于水中一定上浮 B C A B (1)质量相等的A、B、C三球,放于同一液体中静止后如图,可知受浮力最小的是_球。 ( ) C A B (2) A、B、C为体积相同的实心球,放入盛有某种液体的容器中,从图可知:_球所受的浮力最小( ) C A 题型三: 比较浮力大小的两种方法 例7 F浮= 液gV排 F浮与G V排B=V排C>V排A FB=FC>FA 30 反馈2 将一个实心球分别放入水、盐水和水银中,如图,实心球受到的浮力分别用F1、F2、F3表示,比较浮力大小,应为( ) A. B. C. D. C 质量相等, ∴G1=G2=G3 状态:1,2沉底 F1<G1,F2<G2, 3漂浮 F3=G3 F浮= 液gV排 V排1=V排2 盐水> 水 F2>F1 同学们再见 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $