内容正文:
第十章 浮力
第3节 物体的浮沉条件及应用
初中物理人教版(2024)八年级下册
学习目标
1.知道物体浮沉的条件;能辨别(漂浮、悬浮、沉底)等受力状态。
2.能运用“运动和力的关系”判断物体的浮沉;能运用“物体所受合力的大小”来判断物体的运动状态。知道人类从远古时候就开始利用浮力。
3.能通过受力变化分析上浮、下沉等物理过程,了解轮船、潜水艇、密度计、气球和飞艇等浮沉条件的应用。运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象。
煮熟的汤圆
刚放入水中的汤圆
每年元宵节,各家各户都会煮汤圆,汤圆刚放入水中的时候都沉在底部,但是汤圆煮熟之后都会漂起来,这是什么原因造成的?沉在水底的汤圆和漂在水面的汤圆都会受到浮力的作用,浮力的大小改变了吗?
如果浸没在液体中的物体受到的浮力和重力大小相等,物体就会悬浮在液体中。
鸡蛋悬浮
问题:浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用,为什么有的物体上浮,有的物体下沉,有的物体还会悬浮在液体中?
引入新课
新课学习
一、物体的浮沉条件
1.任务:尝试分析物体在上述三种情况中的受力情况
上浮
下沉
悬浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
(一)物体所受浮力与物体重力的关系(物体浸没在液体中由静止释放)
新课学习
一、物体的浮沉条件
G
G
G
F浮
F浮
F浮
2.结合力的合成以及力和运动的关系,讨论物体的浮沉条件
物体浸没在液体中由静止释放
F浮>G
F浮<G
F浮=G
合力方向向上
合力方向向下
合力为0
上浮
下沉
悬浮
三国时期有“曹冲称象”。
除了以舟称物之外,以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载,真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。
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用橡皮泥做成能承载重物的小船,使它漂浮在水面上。
想想做做
二、现代对浮力的应用
(1)当F浮>G 时,合力竖直向上,物体在液体中向上运动,称为上浮。
(2)当F浮=G 时,合力为零,物体会停留在液面以下的任何位置,这种现象称为悬浮。
(3)当F浮<G时,合力方向竖直向下,物体在液体中向下运动,称为下沉。
同学们的发现
请注意:
1.正文标题为:黑体,30号字;
2.正文内容为:华文楷体,尽量不小于24号,特殊辅助性文字不低于18;根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字,单页文字一般不能超过8行。
3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。
英文
1.正文标题为:以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号,特别强调可以用40号。
2.正文内容为:以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号,特别强调可用32号。
3.英文每行一般不能超过15个单词;单页文字一般不能超过8行。
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我会分类
增大排开水的体积来增大浮力的办法使鸡蛋漂浮
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漂浮
F浮 > G
F浮
G
上浮
F浮
G
漂浮
F浮 = G
当F浮>G时,物体在液体中向上运动——上浮。随着物体不断上升,物体将有一部分露出液面,物体所受的浮力也随之减小,一直减小到F浮=G时,物体就不再上浮并处于漂浮状态。由此可知,物体上浮是由非平衡状态演变为平衡状态的过程。
沉底
F浮 < G
F浮
G
下沉
F浮
G
沉底
F支
F浮 = G-F支
当F浮<G时,物体在液体中向下运动——下沉,直到容器底部对物体产生一定的支持力,这时物体在重力、浮力、支持力的作用下处于平衡状态,下沉运动结束。由此可知,物体下沉是由非平衡状态变为平衡状态的过程。
6.飞艇、孔明灯
内部充有小于空气密度的气体(氦气)
内部加热是空气密度减小,重力减小
1.重为15N的物体,浸没于装满水的容器中后,排出了5×10-4m3的水。则此物体是( )
A.浮在水面上 B.沉到水底
C.悬浮在水中 D.以上几种情况都有可能
B
课堂练习
结构:
它是用密封的玻璃管制成的。上段的外径均匀,是用来标刻度线的部分,中间段做成内径较大的玻璃泡,最下端的玻璃泡内装有密度很大的许多小弹丸(如铅丸)或水银等,整体是一根粗细不均匀的密封玻璃管。
密度计
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密度计的用途:
测量液体密度
密度计的工作原理:
物体漂浮在液面上的条件F浮=G
密度计的刻度特点:
上小下大,上稀下密
密度计的读数方法:
静止时液面所对刻度乘以水的密度
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2.三个体积相同而材料不同的小球A、B、C在水中静止时的情况如图所示,若它们的重力和浮力分别为GA、GB、GC和FA、FB、FC,则下列判断正确的是( )
A.GA>GB=GC B.GA<GB=GC
C.FA>FB>FC D.FA<FB=FC
D
柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示,向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力大于重力
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的
密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮
时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
B
盐水选种
早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有深入的观察,到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体,这是我国最早的木船。
芦湖独木舟
我国古代对浮力的应用
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3、浸没在液体中的物体,它在液体中的深度越深,受到的浮力 ( )
A、越大 B、越小
C、不变 D、都有可能
4、一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中,受到浮力最大的是( )
A、水 B、酒精 C、水银 D、无法确定
水
酒精
水银
C
C
反馈练习
本节小结
一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体的浮沉条件( V排=V物)
ρ液> ρ物,
ρ液< ρ物,
ρ液= ρ物,
F浮>G
F浮<G
F浮 = G
F浮=G
物体上浮
物体下沉
物体悬浮
物体漂浮
物体漂浮在液体表面( V排<V物)
ρ液> ρ物,
注意:物体漂浮和悬浮时F浮=G ,但是V排不相等,ρ物不相等
二、浮沉条件的应用
1、轮船 2、潜水艇
3、气球和飞艇 4、盐水选种
5、密度计
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