10.3 物体的浮沉条件及应用 课件(共16张PPT) 2023-2024学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 10.3 物体的浮沉条件及应用 课件(共16张PPT) 2023-2024学年人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 908.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-31 12:37:20 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
第十章 浮 力
第3节 物体的浮沉条件及应用
如图所示是庆祝人民海军成立70周年海上阅兵首次公开亮相的国产长征10号战略导弹核潜艇，可载12枚洲际导弹，它的服役标志着中国战略反击能力又达到了一个新的水平。潜水艇怎么实现在水中下沉和上浮的？
1.能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能通过比较物体与液体的密度关系描述物体的浮沉状态；
2.能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，改变物体的浮沉状态；
3.知道浮力的应用，并用物体的浮沉条件解释相关现象。
任务一
物体的浮沉条件
活动：生活中我们将不同种水果放入水中，会发现有的上浮，有的下沉。阅读课本P57页内容，分小组交流讨论下列问题。
F浮
F浮
F浮
G
G
G
F浮G
F浮G
F浮G
问题1：如图所示，将不同的物体浸没在液体中，画出物体所处三种状态下的受力示意图。
问题2：动手实验“想想做做”，在根据实验现象及课本内容总结浸没在液体中的物体受到浮力和重力大小的关系对物体浮沉状态的影响。
比较物体所受的重力G物和浮力F浮的关系
当F浮G物时，物体下沉；
当F浮时，物体上浮；
当F浮 G物时，物体悬浮。
问题3：有哪些办法可以改变物体在液体中的浮沉情况？结合题1图示和物体的浮沉条件，分析当浸没的物体上浮、悬浮、漂浮时，物体密度与液体密度的关系。
比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的关系。
当F浮G物时， ρ液gV排ρ物gV物，即ρ液ρ物，物体下沉；
当F浮G物时， ρ液gV排ρ物gV物，即ρ液ρ物，物体上浮；
当F浮G物时， ρ液gV排ρ物gV物，即ρ液ρ物，物体悬浮；
1.改变液体的密度
2.改变物体的平均密度
任务二
浮力的应用
活动：据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约147 m，是当时世界上最大的木船。轮船是用钢铁制造的，钢铁的密度远大于是水，却能承载许多货物。思考P58页“想想做做”内容，并分析潜水艇工作的原理。
同理，气球和飞艇也是利用同样的原理来实现上升降落的。
根据学习的物体浮沉条件，思考下列问题。
潜水艇的工作原理：潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，重力大于浮力，逐渐潜入水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮。
问题1：浮在水面上的冰块完全融化后，液面高度和未融化时相比怎样？
冰在水中漂浮时，F浮=G物，即m排=m冰，即V排=，
水熔化后V水==（冰融化成水时质量不变），所以两者相等，即液面不变。
设冰的质量为m1，铁的质量为m2，开始时漂浮，所以浮力等于重力
设此时的排开水的体积为V1，显然有F浮=（m1+m2）g=ρ水gV1，解得V1==+
当冰熔化后，铁块下沉，冰溶化后的体积为V2，显然V2=
铁块下沉，所以排开水的体积等于自身的体积，这样，铁块排开水的体积V3=
所以冰熔化后的总排水体积为V2 + V3 =+，比较V1和V2 + V3就可以看出V1 V2 + V3
就是说，冰块（包有铁）开始时，排开水的体积大于冰熔化后排水的体积，所以水面下降。
问题2：加入是一块包着冰的铁块浮在水面上，冰融化后液面上升还是下降？
轮船上的生命之线——载重线（吃水线）
“吃水线”是为了保证安全，在各种轮船上都必须有的船舶载重标志。
当轮船装载的货物较少时，水面在“吃水线”的下方，轮船可以安全地在水面上航行；当轮船装在的货物达到最大载重量时，水面与“吃水线”平齐；如果轮船装载的货物超过最大载重量，水面超过“吃水线”，轮船航行时就会有沉船的危险。
活动小结
1.物体浮沉条件的应用
2.气球和飞艇在空气中也遵循相同的浮沉条件。
1.一个重为0.5 N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0.4 N的水，则土豆在水中（ ）
A.下沉 B.悬浮
C.上浮 D.以上都有可能
2.人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟。煮熟后的饺子会漂起来的原因（ ）
A.饺子的重力减小了
B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变，浮力增大
D.饺子的重力和浮力都减小了
A
C
3.一潜水艇悬浮在水中，如图所示。当压缩气体把水舱中的水排除一部分时，潜水艇将 （选填“上浮”或“下沉”）。在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）
4.某同学将一支密度计分别放入两种不同的液体中，如图所示。若两种液体的密度分别ρ甲、 ρ乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则（ ）
A. ρ乙， F甲 F乙
B. ρ乙， F甲 F乙
C. ρ乙， F甲= F乙
D. ρ乙， F甲= F乙
上浮
不变
C
5.如图所示，小明取一底部密封、横截面积为1.5 cm2的玻璃管中装入一些铁钉，制成一个简易液体密度计。简易液体密度计的重力为0.18 N。如图甲所示，简易液体密度计放入水中竖直漂浮时，玻璃管露出水面的高度为0.06 m；如图乙所示，简易液体密度计放入某液体中竖直漂浮时，玻璃管露出液面的高度为0.08 m。g取10 N/kg，ρ水=1103 kg/m3，求：
（1）玻璃管的总长度；
解：（1）由题意可知，简易液体密度计漂浮在水中时，受到的浮力F浮=G=0.18 N，排开水的体积为：V排===1.810-5 m3，
浸入水中的深度为：h浸===0.12 m，
玻璃管的总长度为：h=0.12 m+0.06 m=0.18 m
5.如图所示，小明取一底部密封、横截面积为1.5 cm2的玻璃管中装入一些铁钉，制成一个简易液体密度计。简易液体密度计的重力为0.18 N。如图甲所示，简易液体密度计放入水中竖直漂浮时，玻璃管露出水面的高度为0.06 m；如图乙所示，简易液体密度计放入某液体中竖直漂浮时，玻璃管露出液面的高度为0.08 m。g取10 N/kg，ρ水=1103 kg/m3，求：
（2）液体的密度。
（2）由于简易液体密度计放入某种液体中仍漂浮，所以此时受到的浮力为：
F’浮=G=0.18N，
排开液体的体积为：V’排=Sh’=1.510-4 m2（0.18 m-0.08 m）1.510-5 m3，
液体的密度为：ρ液===1.2103 kg/m3
总结：请画出本节内容的思维导图
物体的浮沉条件及应用
物体的浮沉条件
浮力的应用
比较重力和浮力
比较物体的密度和液体的密度
轮船
潜水艇
气球和飞艇
第十章 浮 力
第3节 物体的浮沉条件及应用
如图所示是庆祝人民海军成立70周年海上阅兵首次公开亮相的国产长征10号战略导弹核潜艇，可载12枚洲际导弹，它的服役标志着中国战略反击能力又达到了一个新的水平。潜水艇怎么实现在水中下沉和上浮的？
1.能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能通过比较物体与液体的密度关系描述物体的浮沉状态；
2.能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，改变物体的浮沉状态；
3.知道浮力的应用，并用物体的浮沉条件解释相关现象。
任务一
物体的浮沉条件
活动：生活中我们将不同种水果放入水中，会发现有的上浮，有的下沉。阅读课本P57页内容，分小组交流讨论下列问题。
F浮
F浮
F浮
G
G
G
F浮G
F浮G
F浮G
问题1：如图所示，将不同的物体浸没在液体中，画出物体所处三种状态下的受力示意图。
问题2：动手实验“想想做做”，在根据实验现象及课本内容总结浸没在液体中的物体受到浮力和重力大小的关系对物体浮沉状态的影响。
比较物体所受的重力G物和浮力F浮的关系
当F浮G物时，物体下沉；
当F浮时，物体上浮；
当F浮 G物时，物体悬浮。
问题3：有哪些办法可以改变物体在液体中的浮沉情况？结合题1图示和物体的浮沉条件，分析当浸没的物体上浮、悬浮、漂浮时，物体密度与液体密度的关系。
比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的关系。
当F浮G物时， ρ液gV排ρ物gV物，即ρ液ρ物，物体下沉；
当F浮G物时， ρ液gV排ρ物gV物，即ρ液ρ物，物体上浮；
当F浮G物时， ρ液gV排ρ物gV物，即ρ液ρ物，物体悬浮；
1.改变液体的密度
2.改变物体的平均密度
任务二
浮力的应用
活动：据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约147 m，是当时世界上最大的木船。轮船是用钢铁制造的，钢铁的密度远大于是水，却能承载许多货物。思考P58页“想想做做”内容，并分析潜水艇工作的原理。
同理，气球和飞艇也是利用同样的原理来实现上升降落的。
根据学习的物体浮沉条件，思考下列问题。
潜水艇的工作原理：潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，重力大于浮力，逐渐潜入水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮。
问题1：浮在水面上的冰块完全融化后，液面高度和未融化时相比怎样？
冰在水中漂浮时，F浮=G物，即m排=m冰，即V排=，
水熔化后V水==（冰融化成水时质量不变），所以两者相等，即液面不变。
设冰的质量为m1，铁的质量为m2，开始时漂浮，所以浮力等于重力
设此时的排开水的体积为V1，显然有F浮=（m1+m2）g=ρ水gV1，解得V1==+
当冰熔化后，铁块下沉，冰溶化后的体积为V2，显然V2=
铁块下沉，所以排开水的体积等于自身的体积，这样，铁块排开水的体积V3=
所以冰熔化后的总排水体积为V2 + V3 =+，比较V1和V2 + V3就可以看出V1 V2 + V3
就是说，冰块（包有铁）开始时，排开水的体积大于冰熔化后排水的体积，所以水面下降。
问题2：加入是一块包着冰的铁块浮在水面上，冰融化后液面上升还是下降？
轮船上的生命之线——载重线（吃水线）
“吃水线”是为了保证安全，在各种轮船上都必须有的船舶载重标志。
当轮船装载的货物较少时，水面在“吃水线”的下方，轮船可以安全地在水面上航行；当轮船装在的货物达到最大载重量时，水面与“吃水线”平齐；如果轮船装载的货物超过最大载重量，水面超过“吃水线”，轮船航行时就会有沉船的危险。
活动小结
1.物体浮沉条件的应用
2.气球和飞艇在空气中也遵循相同的浮沉条件。
1.一个重为0.5 N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0.4 N的水，则土豆在水中（ ）
A.下沉 B.悬浮
C.上浮 D.以上都有可能
2.人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟。煮熟后的饺子会漂起来的原因（ ）
A.饺子的重力减小了
B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变，浮力增大
D.饺子的重力和浮力都减小了
A
C
3.一潜水艇悬浮在水中，如图所示。当压缩气体把水舱中的水排除一部分时，潜水艇将 （选填“上浮”或“下沉”）。在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）
4.某同学将一支密度计分别放入两种不同的液体中，如图所示。若两种液体的密度分别ρ甲、 ρ乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则（ ）
A. ρ乙， F甲 F乙
B. ρ乙， F甲 F乙
C. ρ乙， F甲= F乙
D. ρ乙， F甲= F乙
上浮
不变
C
5.如图所示，小明取一底部密封、横截面积为1.5 cm2的玻璃管中装入一些铁钉，制成一个简易液体密度计。简易液体密度计的重力为0.18 N。如图甲所示，简易液体密度计放入水中竖直漂浮时，玻璃管露出水面的高度为0.06 m；如图乙所示，简易液体密度计放入某液体中竖直漂浮时，玻璃管露出液面的高度为0.08 m。g取10 N/kg，ρ水=1103 kg/m3，求：
（1）玻璃管的总长度；
解：（1）由题意可知，简易液体密度计漂浮在水中时，受到的浮力F浮=G=0.18 N，排开水的体积为：V排===1.810-5 m3，
浸入水中的深度为：h浸===0.12 m，
玻璃管的总长度为：h=0.12 m+0.06 m=0.18 m
5.如图所示，小明取一底部密封、横截面积为1.5 cm2的玻璃管中装入一些铁钉，制成一个简易液体密度计。简易液体密度计的重力为0.18 N。如图甲所示，简易液体密度计放入水中竖直漂浮时，玻璃管露出水面的高度为0.06 m；如图乙所示，简易液体密度计放入某液体中竖直漂浮时，玻璃管露出液面的高度为0.08 m。g取10 N/kg，ρ水=1103 kg/m3，求：
（2）液体的密度。
（2）由于简易液体密度计放入某种液体中仍漂浮，所以此时受到的浮力为：
F’浮=G=0.18N，
排开液体的体积为：V’排=Sh’=1.510-4 m2（0.18 m-0.08 m）1.510-5 m3，
液体的密度为：ρ液===1.2103 kg/m3
总结：请画出本节内容的思维导图
物体的浮沉条件及应用
物体的浮沉条件
浮力的应用
比较重力和浮力
比较物体的密度和液体的密度
轮船
潜水艇
气球和飞艇