7.3 浮沉的条件及应用（复习课）导学案 2025-2026学年物理沪科版（五四学制）八年级下册

该初中物理导学案聚焦“浮沉的条件及应用”复习，涵盖物体五种浮沉状态的受力与密度比较判断方法，以及轮船、潜水艇、密度计等应用原理。通过制作简易密度计的动手操作和师生互动，衔接浮力概念，搭建从原理推导到实际应用的学习支架。 资料特色在于注重科学探究与科学思维培养，通过橡皮泥空心实验突破难点，案例探究结合对比辨析深化理解，分层练习强化应用。助力学生构建物理观念，提升分析解决问题能力，适合复习课高效教学与自主学习。

【2025-2026学年】初中物理沪科版（五四学制）八年级下册——第7章 浮力 第3节 浮沉的条件及应用（复习课）导学案（同步练习） 【模块一 素养目标】 通过本节课复习，我能： 1. 准确说出物体的五种浮沉状态，并用受力分析法和密度比较法两种方法判断物体的浮沉情况。 2. 正确推导实心物体的浮沉条件与密度关系，写出漂浮、悬浮、下沉三种状态下浮力与重力、物体密度与液体密度的对应关系。 3. 运用浮沉条件解释轮船、潜水艇、密度计、热气球等实际应用的工作原理，完成2道以上相关计算题。 4. 区分漂浮与悬浮的异同点，识别空心法、平均密度等概念在浮沉问题中的应用。 【模块二 知识点梳理】 一、物体的浮沉条件 （一）受力分析法判断浮沉 浸没在液体中的物体，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力两个力的作用。这两个力的大小关系决定了物体的运动状态。当浮力大于重力时，物体所受合力方向向上，物体会上浮；当浮力小于重力时，合力方向向下，物体就下沉；当浮力等于重力时，二力平衡，物体可以停留在液体中的任意深度，这就是悬浮状态。 【注意】上浮和下沉都是动态过程，物体的运动状态在改变；而漂浮、悬浮、沉底是静态的平衡状态。 （二）密度比较法判断浮沉 对于实心均匀的物体，我们还可以通过比较物体密度和液体密度来判断浮沉。根据阿基米德原理，F浮=ρ液gV排，物体重力G=ρ物gV物。当物体完全浸没时，V排=V物，所以F浮和G的大小关系就转化为ρ液和ρ物的大小关系。ρ液大于ρ物时，物体上浮最终漂浮；ρ液等于ρ物时，物体悬浮；ρ液小于ρ物时，物体下沉最终沉底。 【温馨提示】密度比较法只适用于实心物体。如果是空心物体或者由多种材料组成的物体，需要用平均密度来判断。 （三）漂浮与悬浮的辨析 漂浮和悬浮有一个共同点，就是物体都处于平衡状态，浮力都等于重力。但它们有三个关键区别。第一，排开液体的体积不同。悬浮时物体完全浸没，V排等于V物；漂浮时物体只有一部分浸入液体，V排小于V物。第二，密度关系不同。悬浮时ρ物等于ρ液；漂浮时ρ物小于ρ液。第三，物体所处位置不同。悬浮的物体可以停留在液体内部任意深度；漂浮的物体静止在液面上，有一部分露出液面。 二、浮沉条件的应用 （一）轮船 轮船采用空心法增大排开水的体积，从而增大可利用的浮力。虽然钢铁的密度远大于水的密度，但把钢铁做成空心的船形，整体平均密度就会小于水的密度，所以能漂浮在水面上。轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船满载时排开水的质量。 【注意】轮船漂浮在水面上，浮力始终等于轮船和货物的总重力。当轮船从河里驶入海里时，由于海水密度大于河水密度，轮船会上浮一些，但浮力大小不变。 （二）潜水艇 潜水艇的工作原理是通过改变自身重力来实现上浮和下沉。潜水艇两侧有水舱，向水舱中充水时，潜水艇的重力增大，当重力大于浮力时，潜水艇就下潜；用压缩空气将水舱中的水排出时，潜水艇的重力减小，当重力小于浮力时，潜水艇就上浮。当潜水艇悬浮在水中时，浮力等于重力。 【温馨提示】潜水艇在水面下下潜或上浮的过程中，由于排开水的体积不变，所以浮力大小不变，改变的是自身重力。 （三）密度计 密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用物体漂浮时浮力等于重力的原理工作的。密度计在任何液体中都处于漂浮状态，所以它受到的浮力都等于自身重力，大小不变。根据F浮=ρ液gV排，液体密度越大，排开液体的体积就越小，密度计露出液面的部分就越多。 【注意】密度计的刻度是上小下大，而且刻度不均匀。这是因为密度计的形状不是均匀的柱体，越往下横截面积越小。 【动手操作】 小组活动：利用身边的物品制作一个简易密度计。 材料：一根均匀的细木棒（或吸管）、一些橡皮泥（或铁钉）、刻度尺、两个烧杯、清水、浓盐水。 步骤： 1. 在细木棒的一端缠绕适量橡皮泥，使其能竖直漂浮在水中。 2. 用刻度尺测出木棒浸入水中的深度，在水面位置做标记，标注1.0（单位：g/cm³）。 3. 将简易密度计放入浓盐水中，观察浸入深度的变化，思考为什么会有这样的变化。 4. 小组讨论：如果要测量更小密度的液体，密度计的刻度应该标在哪个位置？ 师生互动： 教师提问：为什么密度计的刻度是上小下大？ 学生活动：每组派代表分享讨论结果，其他小组补充。教师引导学生从F浮=ρ液gV排的公式出发，分析液体密度与排开体积的反比关系。 【重点】 学生在学习浮沉条件时最常出现的问题是混淆漂浮和悬浮这两种状态。很多同学以为悬浮就是停在液体中间，漂浮就是停在液面，只记住了位置差异，却没有理解两者的本质区别。具体来说，有三个常见错误。第一，认为漂浮和悬浮时浮力都等于重力，所以是同一种状态，忽略了V排与V物的关系不同。第二，用密度比较法时，错误地认为漂浮时ρ物等于ρ液，悬浮时ρ物小于ρ液，正好搞反了。第三，在计算题中，遇到漂浮问题时直接用V物代入阿基米德原理公式，而没有用V排。要解决这个问题，需要在复习时通过对比表格和具体例题，让学生反复辨析两种状态的异同，特别是在受力平衡的共性之下，抓住排开体积和密度关系的差异。 【难点】 理解空心法增大浮力的原理是本节课的难点。学生容易产生这样的疑问：钢铁的密度明明比水大，为什么做成船就能浮起来？突破这个难点的方法是做一个5分钟的课堂小实验。准备一块橡皮泥和一个装水的烧杯。第一步，将橡皮泥捏成实心团放入水中，观察到橡皮泥沉底，引导学生分析此时浮力小于重力。第二步，将橡皮泥取出，捏成碗状，再轻轻放入水中，观察到橡皮泥漂浮在水面上。第三步，让学生思考：橡皮泥的重力变了吗？排开水的体积变了吗？通过这个对比实验，学生能直观地看到，同一块橡皮泥，重力不变，但形状改变后排开液体的体积变大了，所以浮力变大，当浮力等于重力时就能漂浮。这个实验操作简单，现象明显，能有效帮助学生理解空心法的原理。 【板书设计】 浮沉的条件及应用 一、物体的浮沉条件 1. 受力分析法 F浮 G → 上浮 → 最终漂浮（F浮 = G） F浮 = G → 悬浮（可停留在任意深度） F浮 < G → 下沉 → 最终沉底（F浮 + F支 = G） 2. 密度比较法（实心物体） ρ液 ρ物 → 上浮→漂浮 ρ液 = ρ物 → 悬浮 ρ液 < ρ物 → 下沉→沉底 二、浮沉条件的应用 1. 轮船：空心法，排水量 2. 潜水艇：改变自身重力 3. 密度计：漂浮原理，刻度上小下大 【模块三 案例探究】 案例一：浮沉状态判断 题目：一个体积为200cm³、质量为160g的实心物体，放入足够深的水中，静止后物体处于什么状态？受到的浮力是多大？（g取10N/kg） 解答： 第一步，先计算物体的重力。 G = mg = 0.16kg × 10N/kg = 1.6N 第二步，假设物体完全浸没在水中，计算此时受到的浮力。 V排 = V物 = 200cm³ = 2×10⁻⁴m³ F浮 = ρ水gV排 = 1.0×10³kg/m³ × 10N/kg × 2×10⁻⁴m³ = 2N 第三步，比较浮力和重力的大小。 因为F浮 = 2N G = 1.6N，所以物体会上浮，最终漂浮在水面上。 第四步，物体漂浮时，浮力等于重力。 所以静止后物体受到的浮力F浮' = G = 1.6N 方法总结：判断物体浮沉状态有两种方法。一是受力比较法，先假设物体完全浸没，算出浮力，再和重力比较。二是密度比较法，算出物体的密度，和液体密度比较。两种方法都可以，根据题目给出的条件选择更简便的。 案例二：轮船的排水量问题 题目：一艘轮船的排水量是5000t，当它满载时，受到的浮力是多大？排开水的体积是多少立方米？如果这艘船从长江驶入东海，船身会上浮一些还是下沉一些？为什么？（ρ海水=1.03×10³kg/m³，g取10N/kg） 解答： 第一问，满载时轮船漂浮，浮力等于总重力，而排水量就是排开水的质量。 F浮 = G排 = m排g = 5000×10³kg × 10N/kg = 5×10⁷N 第二问，根据阿基米德原理计算排开水的体积。 V排 = F浮 / (ρ水g) = 5×10⁷N / (1.0×10³kg/m³ × 10N/kg) = 5000m³ 第三问，从长江驶入东海，船身会上浮一些。 原因：轮船始终漂浮，浮力等于重力，所以浮力大小不变。但海水的密度大于江水的密度，根据F浮=ρ液gV排，浮力不变时，液体密度变大，排开液体的体积就会变小，所以船身会上浮一些。 方法总结：解决轮船类问题的关键是抓住漂浮时浮力等于重力这个核心。只要船的总重力不变，无论在什么液体中，浮力都不变。液体密度变化时，变化的是排开液体的体积。 案例三：密度计的应用 题目：有一支简易密度计，质量为10g，长15cm，横截面积为0.5cm²。把它放入水中时，露出水面的长度是5cm。求：（1）密度计在水中受到的浮力；（2）水的密度对应的刻度线距离密度计底端多远；（3）如果把它放入另一种液体中，露出液面的长度是3cm，这种液体的密度是多少？ 解答： （1）密度计漂浮，浮力等于重力。 F浮 = G = mg = 0.01kg × 10N/kg = 0.1N （2）浸入水中的深度：h水 = 15cm - 5cm = 10cm = 0.1m 所以水的密度刻度线距离底端10cm。 （3）在另一种液体中，浸入深度：h液 = 15cm - 3cm = 12cm = 0.12m 密度计仍然漂浮，浮力不变，还是0.1N。 根据F浮 = ρ液gV排 = ρ液gSh ρ液 = F浮 / (gSh) = 0.1N / (10N/kg × 0.5×10⁻⁴m² × 0.12m) ≈ 0.83×10³kg/m³ 方法总结：密度计问题的核心是漂浮时浮力不变。同一支密度计在不同液体中，浮力都等于自身重力。液体密度越大，排开体积越小，浸入深度越浅。我们可以用密度与浸入深度成反比的关系来快速判断。 【模块四 课堂练习】 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1. 物体在液体中上浮时，浮力大于重力；漂浮时，浮力等于重力。 2. 悬浮的物体可以停留在液体中的任何深度，说明悬浮时浮力随深度变化。 3. 轮船从河里驶入海里，受到的浮力变大，所以船会上浮一些。 4. 潜水艇是通过改变自身受到的浮力大小来实现上浮和下潜的。 5. 密度计在密度越大的液体中，露出液面的部分越长。 二、填空题 6. 一个实心物体的密度是0.8×10³kg/m³，把它放入水中，静止后物体处于状态，此时物体受到的浮力（选填大于、等于或小于）物体的重力。 7. 潜水艇在水面下下潜的过程中，受到的浮力（选填变大、变小或不变），这是因为。 8. 轮船的排水量是指轮船满载时的质量。一艘排水量为1000t的轮船，满载时受到的浮力是N。（g取10N/kg） 9. 把一个重5N的木块放入水中，木块有一半体积露出水面，那么木块的密度是kg/m³。 三、解答题 10. 一个体积为500cm³的实心铁球，放入足够多的水银中，静止后铁球受到的浮力是多少？（ρ铁=7.9×10³kg/m³，ρ水银=13.6×10³kg/m³，g取10N/kg） 11. 有一木块，放入水中静止后，有3/5的体积浸入水中。求木块的密度。 12. 一个体积为1000cm³的物体，挂在弹簧测力计下，在空气中示数为15N。把它浸没在某种液体中时，弹簧测力计的示数为7N。求：（1）物体在液体中受到的浮力；（2）物体的密度；（3）液体的密度。（g取10N/kg） 【模块五 易错点分析与学法指导】 一、反思提问 1. 想一想，漂浮和悬浮有哪些相同点和不同点？你能从受力、排开体积、密度关系三个方面进行对比吗？ 2. 为什么钢铁做成的轮船能浮在水面上，而同样材料的铁钉却会沉底？空心法改变的是什么物理量？ 3. 潜水艇在水面下上浮和下潜的过程中，浮力变不变？重力变不变？它是通过改变什么来实现浮沉的？ 二、学习建议 1. 建议用对比表格的方式整理五种浮沉状态的受力情况、密度关系和V排与V物的关系，每天花3分钟看一遍，加深记忆。 2. 做浮力计算题时，第一步先判断物体的浮沉状态，再选择合适的公式计算。不要上来就直接用F浮=ρ液gV排，漂浮和悬浮时用F浮=G更简单。 3. 针对易错点进行专项训练。找5-8道漂浮和悬浮辨析的题目集中练习，做完后对照答案，把错题抄在错题本上，标注清楚错在哪里、正确思路是什么。 三、易错点与正解思路 易错点 正解思路 认为漂浮和悬浮是同一种状态，因为浮力都等于重力 两者虽然都满足二力平衡，但V排与V物的关系不同，密度关系也不同。悬浮时V排=V物，ρ物=ρ液；漂浮时V排<V物，ρ物<ρ液。 轮船从河里驶入海里，浮力变大 轮船始终漂浮，浮力等于总重力。只要船和货物的总重力不变，浮力就不变。变化的是排开液体的体积，海水密度大，所以V排变小，船身上浮。 潜水艇是通过改变浮力来实现浮沉的 潜水艇在水面下时，排开水的体积不变，所以浮力不变。它是通过充水或排水来改变自身重力，从而实现上浮和下潜的。 学科网（北京）股份有限公司 $