2024八年級(jí)物理下冊(cè)第十章浮力10.3物體的沉浮條件及應(yīng)用上課課件新版新人教版

第3課

物體的沉浮條件及應(yīng)用第十章

浮力010203新課導(dǎo)入課堂講解課堂總結(jié)04歸類練習(xí)視頻展示新課導(dǎo)入現(xiàn)象觀察觀察下面圖片，看它們有哪些不同？遠(yuǎn)洋客輪為何能漂浮在海上氫氣球怎么上升的石塊沉入水底遠(yuǎn)洋客輪、氣球、石塊它們?yōu)槭裁从械钠?、有的上升、有的下沉？上面的現(xiàn)象，都和“浮力”有關(guān)。浮力的大小決定了遠(yuǎn)洋客輪能漂浮在海面上自由航行；氣球才能緩緩上升；石塊才能慢慢地沉入水底。01物體的沉浮條件02浮力的應(yīng)用03動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理物體的沉浮條件物體的沉浮現(xiàn)象1.實(shí)驗(yàn)演示將體積相同的鐵塊和蠟塊同時(shí)浸沒(méi)在水中后松手，觀察現(xiàn)象。鐵塊蠟塊液體中常見的三種浮沉現(xiàn)象漂浮、上浮和下沉物體的沉浮現(xiàn)象2.物體在液體中的三種狀態(tài)

物體在液體中靜止時(shí)的三種狀態(tài)：漂浮、懸浮、沉底。漂浮懸浮沉底物體的沉浮現(xiàn)象2.物體在液體中的三種狀態(tài)

一、物體上浮，最終漂浮在液面上。小鴨子漂浮在水面上物體的沉浮現(xiàn)象2.物體在液體中的三種狀態(tài)

二、物體懸浮，可以靜止在液體中的任何位置。鸚鵡螺懸浮在海水中潛水艇懸浮在海水中物體的沉浮現(xiàn)象2.物體在液體中的三種狀態(tài)

三、物體下沉，最終沉入水底。石頭沉在水底殘骸沉在海底物體的沉浮現(xiàn)象2.物體在液體中的三種狀態(tài)視頻展示物體的沉浮條件1.根據(jù)物體的受力情況分析物體的沉浮F浮G浸沒(méi)在液體中的物體，受到兩個(gè)力：豎直向下的重力和豎直向上的浮力。根據(jù)物體所受浮力和重力大小的不同，物體的浮沉存在三種情況。以物體完全浸入液體內(nèi)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析物體的沉浮條件2.上浮最終漂浮在液體中F浮GF浮GF浮>G上升上升到液面呈漂浮狀態(tài)，F(xiàn)浮逐漸減小到F浮=G浮力：物重：浸沒(méi)時(shí)，上浮時(shí)，所以，物體的沉浮條件3.物體懸浮在液體中F浮G懸浮F浮=G懸浮浮力：物重：懸浮時(shí)，所以，可靜止在液體內(nèi)部任何深度處物體的沉浮條件4.物體下沉至水底F浮GN支浮力：物重：下沉?xí)r，所以，下沉：加速向下（浸沒(méi)）物體的沉浮條件5.物體沉浮的條件

比較物體密度ρ物與液體密度ρ液的大小關(guān)系判斷物體的浮沉當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，物體受到的浮力F浮=ρ液gV排，物體受到的重力G物=ρ物gV物，比較F浮與G物的大小可得:(1)當(dāng)

ρ物＜ρ液

，浸沒(méi)時(shí)，F(xiàn)浮＞G物

，物體上浮直到漂浮在液面上；(2)當(dāng)

ρ物

＝ρ液

，浸沒(méi)時(shí)，F(xiàn)浮=G物

，物體懸??；(3)當(dāng)ρ物

＞

ρ液，浸沒(méi)時(shí)，F(xiàn)?。糋物

，物體下沉直到接觸容器底部。物體的沉浮條件6.懸浮于漂浮的區(qū)別與聯(lián)系懸浮漂浮不同點(diǎn)在液體中的位置靜止在液體內(nèi)部任何位置靜止在液體表面體積關(guān)系V排=V物V排＜V物密度關(guān)系ρ物＝ρ液

ρ物＜ρ液

相同點(diǎn)F浮=G漂浮：F?。紾懸?。篎?。紾物體沉浮條件的討論1.物體只受浮力和重力作用乙沉底甲BABA物體沉浮條件的討論2.上浮和下沉是不平衡態(tài)懸浮和漂浮是平衡（靜止）態(tài),其實(shí)質(zhì)是二力平衡。沉底3.上浮、下沉和懸浮：V排=V物；漂?。篤排＜V物4.空心物體可比較平均密度ρ物與液體密度ρ液。計(jì)算浮力的四種方法F浮=F2-F1FF浮GF?。紾-F（1）壓力差法（2）稱重法計(jì)算浮力的四種方法（3）公式法F浮=G排=m排g=ρ液gV排（4）平衡法F浮=G物小結(jié)上浮下沉懸浮漂浮沉底

F浮>Gρ液>ρ物F浮<Gρ液<ρ物F?。紾ρ液＝ρ物F浮＝Gρ液>ρ物F?。獸N＝G

ρ液<ρ物小結(jié)視頻小結(jié)隨講隨練1.在水平桌面上兩個(gè)相同的燒杯分別裝有質(zhì)量相同的甲和乙兩種液體，把質(zhì)量也相同的實(shí)心小球A和B放入杯中，靜止時(shí)如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）。A．甲液體的密度大于乙液體的密度；B．小球A的密度大于小球B的密度；C．甲、乙燒杯底受到的液體壓強(qiáng)相等；D．球A受到的浮力比球B大隨講隨練【解析】A．由圖可知，液體的質(zhì)量相同，由于不知道小球A和B的體積的大小，所以無(wú)法判定液體體積的大小關(guān)系，無(wú)法判定液體的密度關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B．小球的質(zhì)量相同，小球的體積大小關(guān)系未知，無(wú)法判定A和B的密度的大小關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C．小球的質(zhì)量相同，液體的質(zhì)量相同，則兩燒杯中液體和小球的總重力相同，液體對(duì)杯底的壓力等于液體和小球的重力，則壓力相同，由于底面積相同，根據(jù)p=F/S可知，甲、乙燒杯底受到的液體壓強(qiáng)相等，故C正確；D．A球在液體中懸浮，浮力等于重力，B球在液體中漂浮，浮力等于重力，兩個(gè)小球的質(zhì)量相同，重力相同，所以受到的浮力相同，故D錯(cuò)誤。故選C。隨講隨練2.如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)完全相同的燒杯中均裝有適量的水，將質(zhì)地均勻，且不吸水的a、b兩實(shí)心體分別放入甲、乙燒杯中，當(dāng)a、b靜止時(shí)，a有五分之二的體積露出水面，b懸浮于水中，此時(shí)兩燒杯液面剛好相平。若將b置于a上一起放入丙燒杯中，靜止時(shí)a的上表面剛好與液面相平，整個(gè)過(guò)程中水均未溢出，下列說(shuō)法正確的是（

）。A．a(chǎn)的密度是0.4×103kg/m3 B．a(chǎn)、b的重力之比為5:3C．a(chǎn)、b的體積之比為5:2

D．b的密度是0.8×103kg/m3隨講隨練【解析】A．由題意知，當(dāng)a在甲燒杯中靜止時(shí)，a有五分之二的體積露出水面，漂浮在水面上，根據(jù)阿基米德原理G=F浮=G排=ρ水gV排可得ρa(bǔ)gVa=ρ水gV排因?yàn)閍有五分之二的體積露出水面，則排開水的體積為a的密度為ρa(bǔ)=0.6ρ水=0.6×103kg/m3故A錯(cuò)誤；BC．由圖甲可得由圖乙可知由圖丙可知通過(guò)上面三個(gè)式子聯(lián)立可得Va:Vb=5:2，進(jìn)而求得Ga:Gb=3:2，故B錯(cuò)誤，C正確；隨講隨練D．因?yàn)閎懸浮在水中，根據(jù)阿基米德原理G=F浮=G排=ρ水gV排因?yàn)閎完全浸沒(méi)在水中，可得ρbgVb=ρ水gVb則ρb=ρ水=1.0×103kg/m3故D錯(cuò)誤。故選C。浮力的應(yīng)用古代利用浮力的現(xiàn)象1.殷商之前，我國(guó)古代人民對(duì)浮力就有深入的觀察，到殷商時(shí)已由制獨(dú)木船發(fā)展到用木板組成大的船體，這是我國(guó)最早的木船。蘆湖獨(dú)木舟2.周朝以后不僅在小河上能架設(shè)浮橋，在黃河、長(zhǎng)江這樣的大河流上也多次架設(shè)過(guò)浮橋。浮橋古代利用浮力的現(xiàn)象3.人類從遠(yuǎn)古時(shí)代就開始利用浮力了，最初可能是抱住或騎在一段樹干上順?biāo)?，后?lái)人們就發(fā)明了船。4.據(jù)記載，1405年鄭和下西洋時(shí)乘坐的木船長(zhǎng)約147m，是當(dāng)時(shí)世界上最大的木船。古代利用浮力的現(xiàn)象5.曹沖稱象以舟稱物輪船1.小實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題橡皮泥的密度比水大，它在水中會(huì)下沉，怎樣使它能漂浮在水面上，并能承載重物呢？輪船1.小實(shí)驗(yàn)把橡皮泥捏成瓢狀放在水面，雖然它所受的重力沒(méi)有改變，但是排開的水較多，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。輪船就是根據(jù)這個(gè)道理制造的。輪船1.小實(shí)驗(yàn)視頻演示輪船1.小實(shí)驗(yàn)視頻演示輪船2.輪船工作原理將鋼鐵制做成空心的輪船，可以排開更多的水，使輪船漂浮在水面上。F浮=G排水量輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量：F浮=m排g=G總=（m船+m船）g

m排=m船+m物輪船2.輪船由于海水、河水密度不同，輪船的吃水線也不同，輪船在載物時(shí)水面不能超過(guò)最大吃水線。輪船3.隨講隨練例題：有一艘輪船，它的排水量是104t，在密度是1.0×103kg/m3的河水中航行，它滿載時(shí)排開水的體積是多大？如果該輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛＃êＫ芏葹?.03×103kg/m3）中航行，它排開海水的體積是多大？它從江河駛?cè)牒Ｖ惺巧细∫恍┻€是下沉一些？【解析】①滿載時(shí)排開水的質(zhì)量是m=104t=107kg

排開水的體積②輪船從長(zhǎng)江到大海都是漂浮，根據(jù)二力平衡條件可知：浮力等于船與貨物的總重力，

F浮=G船+G物，是不變的；根據(jù)阿基米德原理：F浮=ρ液gV排，浮力不變，海水的密度大，因此輪船排開海水的體積小，所以從江河駛?cè)牒Ｖ惺巧细∫恍?/p>

潛水艇工作原理潛水艇能潛入水下航行，進(jìn)行偵察和襲擊，是一種很重要的軍用艦艇。潛水艇可以懸浮在水下，也可以漂浮在水面?？扛淖冏陨碇亓ι细『拖聺摗Ｖ灰獫撍Ы](méi)在水里，所受浮力基本不變，所以只能靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉的。潛水艇動(dòng)畫展示潛水艇視頻展示潛水艇上升懸浮下沉魚鰾V排F浮F浮_______G變大變大變大>魚鰾V排F浮F浮_______G適中適中適中=魚鰾V排F浮F浮_______G變小變小變小

＜魚鰾的大小變化能使魚在水中自由沉浮氣球和飛艇工作原理氣球和飛艇靠充入或排出密度較小的氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)升降。氣球飛艇氣球和飛艇視頻展示氣球（或飛艇）剛能升空時(shí)：所以，根據(jù)阿基米德原理：所以，密度計(jì)密度計(jì)是測(cè)量液體密度的儀器。構(gòu)造：密度計(jì)是一根粗細(xì)不均勻的密封玻璃管，管的下部裝有少量密度較大的鉛丸。原理：密度計(jì)放在液體中都是漂浮的，因此受到的浮力始終等于它受到的重力，F(xiàn)浮=G，且不變。

密度計(jì)的刻度不均勻，數(shù)值是上小下大。根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，F(xiàn)浮不變，把它放在密度比較大的液體里，它浸入液體的體積小，上浮一些；把它放在密度比較小的液體里，浸入液體的體積就大，下沉一些。所以密度計(jì)的刻度從下往上的示數(shù)是越來(lái)越小的。密度計(jì)視頻展示鹽水選種把種子放入濃度適宜的鹽水中，干癟、蟲蛀的種子就會(huì)上浮直至漂浮在水面，而飽滿的種子則下沉到容器底部。隨講隨練1.如圖所示，水面下同一地方同一深度有兩艘完全相同的潛艇，其中一艘正在上浮，另一艘正在下潛，以下判斷正確的是（）。A．正在下潛的是甲艇；B．沒(méi)露出水面前，兩艘潛艇所受的浮力相同；C．沒(méi)露出水面前，上浮潛艇所受的浮力不斷增大；D．正在下潛的潛艇所受的水的壓強(qiáng)不變隨講隨練【解析】A．潛水艇是通過(guò)改變水艙中水的重力來(lái)改變自身重力的，要使?jié)撍细?，?yīng)使?jié)撍艿母×Υ笥谥亓?，所以水艙中水少時(shí)潛水艇上浮，所以圖甲是上浮時(shí)的情景，圖乙是下潛時(shí)的情景，故A錯(cuò)誤；B．浸沒(méi)在水中的潛艇，排開水的體積就是潛艇本身的體積，在沒(méi)露出水面前，兩艘完全相同的潛艇排開水的體積相同，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，兩艘潛艇所受的浮力相同，故B正確；C．根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，沒(méi)露出水面前，排開液體的體積不變，則浮力不變，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)p=ρ液gh可知，正在下潛的潛艇深度不斷增大，則受到水的壓強(qiáng)也不斷增大，故D錯(cuò)誤。故選B。動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理排水量1.排水量為1000t的輪船在河水中航行，滿載時(shí)船及所裝貨物總共有多重？所受河水的浮力是多少牛？如果河水密度為1×103kg/m3，船排開河水的體積是多少立方米？

g取10N/kg?！窘馕觥竣贊M載時(shí)排開水的質(zhì)量是m=103t=106kg，輪船的排水量等于滿載時(shí)船及所裝貨物總質(zhì)量，所以總重為G總=mg=106kg×10N/kg=107N所受河水的浮力等于船的總重力

F浮=G總=107N

密度計(jì)2.測(cè)量液體密度的儀器叫做密度計(jì)。將其插入被測(cè)液體中，待靜止后直接讀取液面處的刻度值(圖甲)。圖乙和圖丙是自制的簡(jiǎn)易密度計(jì)，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的。將其放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中，它會(huì)豎直立在液體中，由觀察到的現(xiàn)象可以判斷哪杯液體的密度大。說(shuō)出你的理由?！窘馕觥勘麍D杯子中液體密度大。因?yàn)橥幻芏扔?jì)在兩種不同的液體中均處于漂浮狀態(tài)，所受的浮力都等于密度計(jì)所受的重力，是相等的。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，排開液體體積小的丙圖杯子液體密度大。甲

乙丙漂浮于懸浮3.某一木塊的體積為200cm3，密度為0.8×103kg/m3。把它浸沒(méi)在水中后放手，為什么木塊不能懸浮在水中？木塊最終漂浮在水面上靜止時(shí)，浸在水中的體積有多大？

【解析】物體懸浮在液體中的條件是物體的密度等于液體的密度，而木塊的密度小于水的密度，所以它不能懸浮在水中，最終會(huì)漂浮在水面上。木塊最終漂浮在水面上靜止時(shí)，F(xiàn)浮=G木塊1.0×103kg/m3×V排=0.8×103kg/m3×200cm3ρ水gV排

=ρ木塊gV木塊V浸=

V排=160cm3浮力的計(jì)算4.體積為120cm3的一塊固體，重1.8N，放在密度為1.1×103kg/m3的鹽水中為什么會(huì)下沉？當(dāng)固體浸沒(méi)在鹽水中靜止時(shí)，容器底部對(duì)它的支持力有多大？【解析】因?yàn)橥耆](méi)時(shí)物體所受的浮力小于自身的重力，或者說(shuō)這個(gè)固體的密度大于鹽水的密度。

容器底部對(duì)它的支持力

F支=G–F浮=1.8N-1.32N=0.48N

氣球與飛艇的浮力5.一個(gè)飛艇充入氣體后的質(zhì)量是1.5t，體積為1500m3。當(dāng)裝入多少貨物時(shí)，汽艇能懸浮在空中？空氣密度為1.29kg/m3。

根據(jù)F浮=G飛艇+G貨物可得：m貨物=435kg

思維導(dǎo)圖課堂總結(jié)類型1:物體沉浮的條件小明看到清淤作業(yè)人員正在將水塘底部的淤泥搬運(yùn)到船上。他想：水面高度會(huì)變化嗎?于是進(jìn)行了探究：首先，將石塊a和不吸水的木塊b置于裝有水的燒杯中，如圖所示；然后，將石塊a從水中拿出并輕輕放在木塊b上，它們處于漂浮狀態(tài)，則水面高度將（）。A．下降B．上升C．不變D．無(wú)法判斷歸類練習(xí)類型1:物體沉浮的條件【解析】有石塊a和不吸水的木塊b，石塊a沉在水底，浮力小于重力，不吸水的木塊b漂在水面，浮力等于重力，此時(shí)總浮力將石塊a放在木塊b上后，ab一起漂浮，總浮力等于總重力，即因此而浮力越大，排開液體體積越大，水面越高，因此水面會(huì)上升，故B符合題意。故選B。類型2:利用物體沉浮條件判斷物體的沉浮狀態(tài)如圖所示是a、b兩種物質(zhì)的質(zhì)量與體積關(guān)系圖，用b物質(zhì)制成實(shí)心長(zhǎng)方體，并將其放入水中，則物體在水中最終（）。A．漂浮B．懸浮C．沉底D．無(wú)法判斷類型2:利用物體沉浮條件判斷物體的沉浮狀態(tài)【解析】由圖可知b物質(zhì)的密度水的密度是1g/cm3，因?yàn)棣裝＜ρ水所以將b物質(zhì)制成的長(zhǎng)方體放入水中，則物體在水中最終漂浮，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。類型3:潛水艇的工作原理如圖所示，潛水艇懸浮在水中時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）。A．要使?jié)撍细?，?yīng)向水艙充水；B．要使?jié)撍鲁?，?yīng)將水艙里的水排出一部分；C．當(dāng)潛水艇懸浮在水中時(shí)，潛水艇重等于同體積的水重；D．潛水艇是靠改變自身重力和受到的浮力來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的類型3:潛水艇的工作原理【解析】A．潛水艇懸浮在水中，浮力與重力相等，要使?jié)撍细?，則重力應(yīng)小于浮力，由于潛水艇浮力不變，則應(yīng)把水艙中的水排出一部分，來(lái)減小重力,故A錯(cuò)誤；B．原來(lái)潛水艇懸浮，浮力等于重力，要使?jié)撍鲁?，則重力應(yīng)大于浮力，由于潛水艇浮力不變，則應(yīng)向水艙充水，來(lái)增大重力，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)潛水艇懸浮在水中時(shí)，排開水的體積與潛水艇的體積相等，由于懸浮，浮力與重力相等，根據(jù)阿基米德原理可知潛水艇重等于同體積的水重，故C正確；D．在未露出水面之前，由于排開水的體積不變，故潛水艇所受到的浮力不變，潛水艇靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)上浮或下潛，故D錯(cuò)誤。故選C。類型4:密度計(jì)工作原理把一個(gè)自制的密度計(jì)分別放入甲、乙兩種不同的液體中，情況如圖所示密度計(jì)在甲、乙兩液體中所受浮力分別為F1和F2，甲、乙兩種液體的密度分別為ρ1和ρ2。則F1______F2，ρ1______ρ2（都選填“＞”、“＜”或“＝”）。類型4:密度計(jì)工作原理【解析】[1]同一只密度計(jì)，重力一定，由圖可知，密度計(jì)在甲、乙液體中均處于漂浮狀態(tài)，所以，密度計(jì)在兩種液體中所受的浮力相等。[2]根據(jù)阿基米德原理可知，在F浮一定時(shí)，物體浸入液體中的體積越大，則液體的密度越小，由題圖知V排1＜V排2，所以ρ1＞ρ2?！敬鸢浮浚?；＞。類型5:利用物體沉浮條件解釋生活中的現(xiàn)象將同一個(gè)新鮮的雞蛋分別浸入裝有濃度不同的鹽水的容器中，雞蛋靜止在兩個(gè)容器中的位置如圖所示.則下列說(shuō)法正確的是（）。A．雞蛋在甲中受到的浮力大 B．雞蛋在甲、乙中受到的浮力一樣大C．雞蛋在乙中受到的浮力大 D．由于鹽水密度不同，無(wú)法比較類型5:利用物體沉浮條件解釋生活中的現(xiàn)象【解析】雞蛋在甲中下沉至容器底部，所以此時(shí)雞蛋受到的浮力小于它的重力；雞蛋在乙中懸浮，所以此時(shí)雞蛋受到的浮力等于它的重力；根據(jù)以上條件可知，雞蛋在甲中受到的浮力小于它在乙中受到的浮力。故選C。類型6:浮力綜合邊長(zhǎng)為20cm的薄壁正方形容器（質(zhì)量不計(jì)）放在水平桌面上，將質(zhì)地均勻的實(shí)心圓柱體豎直放在容器底部，其橫截面積為200cm2，高度為10cm。如圖1所示。然后向容器內(nèi)緩慢注入某種液體，圓柱體始終直立，圓柱體對(duì)容器底部的壓力與注入液體質(zhì)量的關(guān)系如圖2所示。（g取10Nkg）(1)判斷圓柱體的密度與液體密度的大小關(guān)系，并寫出判斷依據(jù)；(2)當(dāng)圓柱體剛被浸沒(méi)時(shí)，求它受到的浮力；(3)當(dāng)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)與容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比為1