第3节：物体的沉浮条件及应用 导学案
一、学习目标：
1.知道物体的浮沉条件。
2.会对生活中浮力的现象加以解释。
3.知道轮船、密度计、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。
4.以极度热情参与课堂，提高学习的自信心。
重点：掌握物体的浮沉条件及浮力应用。
难点：通过调节浮力和重力的关系来得到或增大可利用浮力，初步建立应用科学技术的意识。
二、导入新课：
同学们都吃过饺子，但你们煮过饺子吗？谁能 ( http: / / www.21cnjy.com )说一下饺子下锅后，浮沉情况的变化？为什么饺子下锅后先下沉，悬浮再上浮，最终漂浮在液面上，它所受力的关系又是怎样的？下面我们就一起来学习物体的浮沉条件及应用。
三、自主学习，合作探究：
探究点一：物体的浮沉条件（重难点）
1、当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,如图甲所示,是物体浸没在液体中时的受力情况。
( http: / / www.21cnjy.com )
①当F浮>G物时,物体受到非平衡力的作用, ( http: / / www.21cnjy.com )物体__________,会露出液面一部分体积,最终漂浮在液面上,如图乙所示。漂浮时:F浮______G物(选填“>”、“=”或“<”)。
②当F浮=G物时,这两个力相互抵消,物体保持原来的静止状态,会________在原来的位置,如图丙所示。悬浮时:F浮_______G物(选填“>”、“=”或“<”)。
③当F浮”、“=”或“<”)。
2、物体的重力G物=ρ物gV物,物体所受浮力F浮=ρ液gV排,当物体浸没在液体中时,V物=V排,所以:
①当F浮>G物时,即ρ液gV排>ρ物gV物,可得出ρ液____ρ物时,物体____,最终漂浮在液面上.
②当F浮=G物时,即ρ液gV排=ρ物gV物,可得出ρ液_______ρ物时,物体_________在液体中.
③当F浮【小结】物体浮沉的条件是:浸没在液体中的物体,
(1)若G物(2)若G物=F浮或ρ物=ρ液,物体_______；
(3)若G物>F浮或ρ物>ρ液,物体_______。
探究点二：浮力的利用：(难点)
问题1：采用“空心”的办法增大浮力：轮船的发明
（1）观察课本P58图10.3-5 思考怎样能让橡皮泥浮在水面上？
（2）橡皮泥为什么能漂浮在水面上？
（3） 轮船原理：采用________的办法，增大可以利用的________，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。
【合作探究】
1. 同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、轮船排开液体的体积、轮船的吃水线这几个量中哪些没有变化？哪些有变化？怎样变化？
2. 同一艘轮船从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？
问题2：改变自身重力来调节浮力和重力关系实现浮沉：潜水艇
1.潜在水下的潜水艇受_____力和______力作用。
2.潜水艇原理：潜水艇是利用 改变___________实现上浮和下沉的。
【合作探究】
潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据)
问题3：气球和飞艇
气球里充的是 的气体。高空探测气球充的是 ，热气球充的是 。飞艇充的是 。
【合作探究】假如由你来设计一个可以载人的带 ( http: / / www.21cnjy.com )吊篮的气球，气球里充的是氦气，为了使乘客能降回地面，你打算采用什么办法？如果气球里充的是热空气，你又打算用什么办法
四：小结
上浮：____________________________________
1、物体的浮沉条件 下沉：____________________________________
悬浮：____________________________________
2、物体的漂浮条件：__________________________________________
轮船、舰艇：漂浮于水面。
3、浮力的应用 飞艇、氢气球：利用空气的浮力。
潜水艇：靠改变 来实现浮沉的。
五、课堂巩固
一、填空题
1、一个质量是60g的鸡蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是_____N，如果往盐水中注入清水，鸡蛋将_______。（填“下沉”“上浮”或“不动”）（g=10N/kg）
2、刚倒入玻璃杯中的雪碧会产生很多小气泡。此时，将一些葡萄干加入杯中，有些葡萄干会沉入杯底，这些葡萄干表面因吸附足够的小气泡，受到的浮力_____重力，从而上浮；上浮到液面后，由于小气泡破裂，导致它们受到的浮力______重力，于是又沉入杯底（填“大于”、“小于”或“等于”）。
3、一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重 ( http: / / www.21cnjy.com )力大小________，它受到的浮力_______，它排开水的体积________（填“变大”、“变小”或“不变”），船要_______一些（填“上浮”、或“下沉”）。
4、饺子在水中煮一会儿会漂起来，是 ( http: / / www.21cnjy.com )因为饺子受热膨胀，体积_______，受到的浮力_______，重力小于浮力，上浮到水面（填“变大”、“变小”或“不变”）。
二、选择题
5、列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（ ）
A．从深水处走向海岸沙滩的游泳者 B．从长江驶入大海的轮船
C．海面下正在下沉的潜水艇 D．在码头装载货物的轮船
6、A、B、C、D是四个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况如下图所示，它们当中所受浮力最小的是 （ ）
A．A球 B．B球 C．C球 D．D球
7、把甲、乙两个质量相等的不同物体放入水中，它们静止时的情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力
B．甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力
C．甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力
D．无法判断谁受到的浮力大
8、同一个鸡蛋先后放入水和盐水中静止时，鸡蛋在图甲中漂浮、在图乙中沉底，如图所示。由此可知（ ）
A．甲图中的鸡蛋受到的浮力大于重力
B．乙图中的鸡蛋受到的浮力小于重力
C．甲、乙两图中鸡蛋受到的浮力大小相等
D．乙图中的液体是盐水
9、 “094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇，当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受到海水的
A．压强减小，浮力不变
B．压强和浮力都不变
C．压强减小，浮力减小
D．压强增大，浮力增大
10、小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示。针对此现象，下列说法正确的是（ ）
A．三只小船受到的浮力相等
B．三只小船底面受到的压力相等
C．小船所装物体越重，受到的浮力越大
D．小船所装物体越轻，受到的浮力越大
11、质量均匀的物体，悬浮在某种液体中，如果把此物体分成大小不同的两部分，则
A．大块的下沉，小块的上浮 B．大小两块都下沉
C．大小两块都上浮 D．大小两块都仍悬浮在液体中
12、如图所示是我国的“辽宁号”航母。一艘航母的舰载机飞离航母后，航母底部受到的水的压强和航母受到的浮力将（ ）
A．压强减小，浮力减小 B．压强增大，浮力增大
C．压强减小，浮力增大 D．压强增大，浮力减小
13、水中漂浮着一个木块，木块浸入水中的体积为V，受到的浮力 为F，现在将一部分盐水倒入水中，则（ ）
A．木块浸入液体中的体积变大，浮力F不变
B．木块浸入液体中的体积变小，浮力F不变
C．木块浸入液体中的体积变小，浮力F变小
D．木块浸入液体中的体积变小，浮力F变大
14、将一小木块分别放入盐水、纯水、酒精中漂浮时，木块受到的浮力情况是（ ）
A．在盐水中最大 B．在纯水中最大 C．在酒精中最大 D．在三种液体中一样大
三、简答题
15、用钢铁制成的金属块投入水中会下沉，而用钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上，请你用学过的物理知识加以解释。
16、“远征号”潜水艇在东海某地执 ( http: / / www.21cnjy.com )行完任务后，返回长江某基地。潜水艇在海面下和在江面下悬浮时，所受浮力大小相等吗 为什么 哪种情况下潜水艇所受重力大呢 (海水的密度较大)
17、利用盐水选种，当把种子放入盐水中时，所有的种子都未浮起来，为使不饱满的种子浮起来，问应在盐水中加盐还是加水 为什么
四、计算题
18、如图所示，一艘轮船正在长江上航行，假设船体和货物总重为7500 吨，江水的密度为1.0×103 kg/m3。（g=10N/kg）
求：(1) 轮船受到的浮力；(2) 船体浸在水面下的体积。
19、将一质量为5kg，体积为6×10-3m3的西瓜浸没在水中，静止后西瓜受到的浮力是多大。（g=10N/kg）(共34张PPT)
第十章 第３节
物体的浮沉条件及应用
1．浸没在水中的木块为什么向上浮起？
2．浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部？
3．浸没在水银中的铁块为什么向上浮起？
4．钢铁制成的船为什么能在海面上航行？
5．物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮？
提出问题
悬浮
上浮
下沉
当F浮＜G时,方向竖直
向下，物体在液体中向下运动称
为下沉．
G
F浮
下沉
G
F浮
F浮
当F浮＝G时,即二力平衡，此时物体将静止在液体中任意深度的地方称为悬浮。
G
悬浮
F浮
G
当F浮＞G时，方向竖直向上，
物体在液体中向上运动称为上浮。
G
上浮
F浮
F浮＝G时，物体静止在液面上称为漂浮。
漂浮
G
F浮
F浮
G
当F浮＝G时,合力为零，即二力平衡，
此时物体将
悬浮。
当F浮＞G时，
合力方向竖直向上，物体就
上浮．漂浮时F浮＝G。
当 F浮＜G时,
合力方向竖直向下，物体就
下沉。
F浮
G
物体的浮沉条件
浸没在液体中静止的物体
当F浮＜G时，方向竖直向下，物体就下沉．
当F浮＝G时，即二力平衡此时物体将悬浮．
当F浮＞G时，力方向竖直向上，物体就上浮．
物体漂浮时，F浮＝G．
漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？
不同点：漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。
共同点：
1.在平衡力的作用都处于静止状态（其中悬浮是静止在液面以下的任何位置；漂浮是静止在液面上的任何位置）。
2.物体处于悬浮和漂浮时，浮力等于重力。
浮力与重力的关系
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮： F浮＞G
F浮
G
漂浮
漂浮：F浮 = G
悬浮：F浮 = G
下沉： F浮＜G
G
下沉
F浮
物体的浮沉条件
G
上浮
F浮
F浮
G
悬浮
同理
(请你推导)
ρ 液=ρ物
同理
(请你推导)
ρ 液＞ρ物
F浮＜G物
G排＜G物
m排g＜m物g
ρ液gV排＜ρ物gV物
∵V排=V物
∴ρ 液<ρ物
G
下沉
F浮
物体的浮沉条件
G
上浮
F浮
F浮
G
悬浮
F浮＜G物
G排＜G物
m排g＜m物g
ρ液gV排＜ρ物gV物
∵V排=V物
∴ρ 液<ρ物
F浮=G物
G排=G物
m排g=m物g
ρ液gV排=ρ物gV物
∵V排=V物
∴ρ 液=ρ物
∴ρ 液＞ ρ物
F浮＞ G物
G排＞ G物
m排g ＞ m物g
ρ液gV排＞ ρ物gV物
∵V排=V物
G
F浮
G
F浮
一.物体的浮沉条件
G
F浮
F浮
G
下沉
F浮 < G
ρ液<ρ物
悬浮
F浮 = G
ρ液 =ρ物
上浮
F浮 > G
ρ液 >ρ物
漂浮
F浮 = G
ρ液 >ρ物
想想做做
将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。
汤圆刚放入水中时，会沉入锅底。
汤圆煮熟时，则会浮出水面。
为什么生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的
生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的原因：
汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大于重力，汤圆浮出水面。
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
二、浮力的应用
周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。
浮桥
我国古代对浮力的应用
我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。
我国古代对浮力的应用
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。
我国古代对浮力的应用
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
浮力的应用
（1）工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
（2）排水量（m排）：
轮船满载时排开水的质量：
F浮= m排g 而 F浮=G
∴ m船+m货= m排
（3）载重线
轮 船
浮力的应用
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。
模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起
潜艇
浮力的应用
潜水艇
工作原理：靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
浮力的应用
气球和飞艇
喷嘴点火加
热,袋内空气受 热膨胀,浮力增大,浮力大于重力,气球上升。
喷嘴火焰熄灭， 袋内空气变冷,浮力减小, 浮力小于重力,气球下降。
课堂小结
物体的浮沉条件
浮力的应用
浮力问题解析
轮船
潜水艇
气球和飞艇
例1 一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变）
【解析】
轮船浮在海面上，F浮 = G ；
它驶入河里也浮在河面上：F′浮= G 。
∵ G 不变，∴ F浮不变：
F浮 = F′浮
ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排，
∵ ρ海水> ρ海水 ， ∴ V排 >V′排
不变
不变
变小
例2 重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3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
【解析】
根据阿基米德原理
F浮 = ρ水 gV排
=1.0 ×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×5×10-4 m3
=4.9 N<15 N
∵ F浮B
A
B
例3 如图所示，A、B两物体
静止在水中（ ）。
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不等，A
物体受到的浮力大
C．两物体的密度不等，B物体的密度大
D．两物体的重力不等，B物体的重力大
【解析】 A物体漂浮，B物体悬浮。
∵ 不知GA与GB的关系，
∴ 不能根据F浮=G 比较浮力的大小。
又∵ 不知VA排与VB排的关系，
∴不能根据F浮 = ρ水 gV排比较浮力的大小。
C
A
B
例4 如图所示，A、B两物体
静止在水中（ ）
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不等，A
物体受到的浮力大
C．两物体的密度不等，B物体的密度大
D．两物体的重力不等，B物体的重力大
【解析】
A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水
∴ ρB＝ ρ水> ρA ，
ρB> ρA 。
C
练 习
1、浸没在液体中的物体，当F>G时，物体将_______；当F上 浮
下 沉
漂浮或悬浮
2、一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精的密度是0.8g/cm3)，把此球浸没于水中,则 ( )
A 一定下沉 B 一定上浮 C 悬浮 D 都有可能
B
3、 将一只漂浮在水面上的咸鸭蛋从水中捞出投入到盐水中,在两种不同的液体中,咸鸭蛋受到的浮力哪一个更大 ( )
A. 水中的大 B.盐水 中的大 C.一样大 D.不能确定
C
4.船总是漂浮在水面上，一艘船从河里驶向大海，它受到的重力大小 （变大、变小、不变）；它受到的浮力大小 （变大、变小、不变）；都 （大于、等于、小于）船受到的重力；它排开水的体积 （变大、变小、不变）；轮船是下沉些还是上浮些？
河水
海水
不变
不变
变小
等于
上浮一些
