9.3物体的浮与沉第2课时?物体浮沉条件的应用 课件 (共38张PPT) 2023-2024学年度沪科版物理八年级全册

(共38张PPT)
9.3物体的浮与沉
第2课时 物体浮沉条件的应用
八下 物理
沪科版
知识回顾
浸在液体情况 物体浸没在液体 物体部分浸在液体
物体的 运动状态 悬浮 下沉（最终沉底） 上浮
漂浮
受力关系
密度关系
体积关系
ρ液＝ρ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
V排 < V物
V排 = V物
物体的浮沉条件
新课引入
物体的浮沉条件有哪些应用呢？
热气球的升降
你知道这些应用的原理吗？
密度计
盐水选种
潜水艇的上升下潜
万吨巨轮漂浮在海面上
思考
1.知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球、轮船等浮沉条件的应用。
2.进一步理解物体的沉浮条件。
重点
学习目标
一、密度计
密度计：一种可以直接测量液体密度的仪器。
密度计在不同的液体里漂浮，它所受的浮力变化吗？为什么？
密度计总漂浮在水面上，浮力等于重力，而密度计的重力不变，即密度计在不同液体中所受的浮力是不变的。
新知学习
密度计为何能够测量液体密度？它的工作原理是什么？
根据阿基米德定律可知：
F浮 = ρ液 gV排
则：
式中F浮 和 g 都不变，可见 V排 和 ρ液 成反比例关系。如图所示。
液体的密度越大时，密度计排开液体的体积越小；反之，则排开液体的体积越大。
V排
ρ液
思考
根据上述分析，你认为密度计上的刻度值是如何变化的，这些刻度之间的间隔是均匀的吗？
随着液体密度的增加，V排减小，密度计会上浮一些，所以密度计的示数从下到上越来越小；
密度的增加量相同时，体积的变化并不均匀，而是越来越小，所以密度计的刻度线是不均匀的，上面的刻度稀疏，下面的刻度密集。
V排
ρ液
归纳
刻度不均匀，上疏下密，数值上小下大。
一种可以直接测量液体密度的仪器。
1.用途
3.刻度
密度计
密度计静止时，液面所对的刻度即为被测液体的密度。
4.读数
密度计漂浮在液面上时，浮力等于重力。
2.原理
小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B．铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C．乙杯液体的密度较大
D．甲杯液体的密度较大
C
针对训练
盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。各种庄稼的种子，都有一定的密度。长得很饱满的小麦种子密度大，长得干瘪的种子密度小得多。　　　
盐水选种，就是把种子放在一定浓度的盐水里，
利用浮力把好种子和坏种子分开来。干瘪、虫蛀的
种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉至容
器底部。
二、盐水选种
请你说说这是为什么呢？
思考
盐水选种是我国农民常采用的选种方法。将种子放入浓度适当的盐水中，良种会沉入水底，次种会漂浮于水面。选种时，盐水浓度的把握很重要，如果盐水的浓度太低，则可能出现的现象是　 ，原因是　 　 。
部分次种受到的浮力小于自身重力，会下沉
只有少量次种漂浮
针对训练
三、潜水艇
注入水，潜艇受到的重力增大，潜艇下沉
排出水，潜艇受到的重力减小，潜艇上浮
向水舱内充水或放水
潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。
1.工作原理
2.改变自重
3.潜水艇的沉浮
探海神器
——“蛟龙”号
最大下潜深度可达7千多米，具有无动力下潜上浮的先进技术，浮力的变化靠压载铁来平衡，所谓“压载铁”，就是给“蛟龙”号增加重力的铁块。“蛟龙”号挂好所需压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，通过抛掉一定数量的压载铁，利用相关技术实现悬停。当完成工作后，再抛掉适量的压载铁，实现上浮。
“蛟龙”号
压载铁的奥秘
“浮沉子”是如何实现上浮和下沉的？
“浮沉子”通过改变自身重力实现上浮和下沉。
结论
思考
深水打捞
常用的是“浮筒打捞法”。浮筒是密封的大钢筒，能浮在水面上。打捞工作船把若干个浮筒拖到沉船所在处上方，将浮筒中灌满水让它们沉到海底。潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在沉船
两旁，然后利用压缩机将空气压进浮筒， 把水排出，
浮筒就会带着沉船浮到水面上来。
如果知道沉船的质量大约是多少吨，就可以预
先算出需用几个多大容积的浮筒。
潜水艇浸没在水中，在它要继续下潜时，关于它受到的重力和浮力的说法正确的是（ ）
A.重力不变，浮力不变
B.重力变大，浮力变小
C.重力变大，浮力不变
D.重力变小，浮力变大
C
针对训练
你能分析塑料袋飞起来的原因吗？这是改变了哪个力？
想想做做
电吹风吹出的热空气密度较小，充入塑料袋中后，塑料袋的体积变大，塑料袋整体的密度减小，当密度小于空气密度时，就会飞起来
在此过程中改变了塑料袋所受空气浮力
四、热气球
气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇，在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。
20世纪20~30年代，飞艇曾盛极一时，用来进行军事侦察、轰炸敌方目标或作为空中交通工具。后来连续发生了几次气囊中氢气爆炸的事故。飞行速度有不及飞机，便逐渐被飞机取代。近年来由于能源危机，且可以用不会爆炸的氦气代替氢气，人们对飞艇又重新重视起来。
飞艇应用
喷嘴点火加热，内部气体的温度升高，体积膨胀，密度减小。当内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球所受重力小于浮力，热气球便腾空而起，飞上高空。
喷嘴火焰熄灭，内部气体的温度降低，体积收缩，密度增大。当内部气体的密度比其外部气体的密度大到一定程度时，热气球所受重力大于浮力，热气球便会下降。
热气球的上浮、下潜和悬浮，也是靠改变自身的重力来实现的。
别样的热气球
孔明灯 ——最早的热气球
以下有关热气球的说法正确的是（ ）
A.为使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气加热
B.为使静止的热气球下降，只需把热气球上的物体抛掉一部分
C.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热气球将立即上升
D.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热气球将先下降后上升
D
针对训练
取一只金属材质的空鞋油管，先将它挤瘪，拧紧盖后放入水中。将鞋油管从水中取出，将它撑开并拧紧盖后再放入水中。
实验探究
同一个鞋油管，为何两次的浮沉情况不同呢？
两次鞋油管所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲______G乙；两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲______V乙；两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲______F乙。
＝
＜
＜
甲
乙
分析
你得到了什么启发？怎样使密度大于水的物体能漂浮在水面上？
思考
五、轮船
中国古代就将浮力用于生产、生活中。从独木舟到郑和出使西洋用的大型“宝船”船队，从孔明灯到浮船打捞技术，从盐水选种到密度计，都体现出中华民族的智慧。
郑和下西洋600
周年纪念邮票
小船
中国首艘豪华游轮
——“招商伊敦”号
F甲浮
F乙浮
G乙
G甲
物体所受重力不变时，通过改变物体排开液体的体积，进而改变物体受到浮力的大小可以实现物体的浮沉。
漂浮条件（ F浮 = G物）
把密度比水大的钢材制成空心状，使它能排开更多体积的水，增大可利用的浮力。
1.轮船制作原理
2.工作原理
轮船满载时排开水的质量
3.排水量：
满载时，G物 = m船 g + m货 g
根据阿基米德原理，F浮 = G排 =m排 g
由于漂浮， F浮 = G物
则： m排 g = m船 g + m货 g，
即：m排 = m船 + m货
吃水线
我们是如何知道轮船已载重多少呢？可以去称量吗？
根据水面到达船身的位置可以知道船的载重
根据水面到轮船吃水线的位置可以知道轮船当前的载重
吃水线
S指夏季的吃水线；
W指冬季的吃水线
思考
一艘轮船从海里驶到河里，会发生什么变化？为什么？
同一艘轮船在海里与河里都是漂浮：
F浮海=G船=ρ海gV排海
F浮河=G船=ρ河gV排河
∵ ρ海>ρ河
∴V排海轮船会下沉一些
思考
(2023河南洛阳模拟改编)课外实践活动中，小雨将橡皮泥团成球状放入盛有水的烧杯中，发现橡皮泥沉入水底(如图甲所示)，之后她将该橡皮泥取出捏成“碗状”放入水中，发现橡皮泥漂浮在水面(如图乙所示)，下列说法正确的是(　　)
A. 橡皮泥的密度小于水的密度
B. 甲图中橡皮泥所受浮力等于橡皮泥的重力
C. 乙图中橡皮泥排开水的体积等于橡皮泥的体积
D. 甲图中橡皮泥所受浮力小于乙图中橡皮泥所受浮力
针对训练
D
物体浮沉条件的应用
测量液体密度的仪器
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作
刻度不均匀，数值上小下大
良种密度大，重力大于浮力，沉底；
次种密度小，重力小于浮力，会上浮直至漂浮
热气球
充密度小于空气的气体
潜水艇
潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的
轮船
制成“空心”，使它能排开更多的水，增大浮力
排水量：轮船满载时排开水的质量
课堂小结
密度计
盐水选种
1.如图所示，把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中，则下列判断正确的是（ ）
A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大
B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲液体的密度最大
D.丙液体的密度最小
D
随堂练习
2.[创新题·科学推理]我们都见过充满氢气的气球被释放后飞上天空的场景，有些氢气球升到一定高度后会在空中爆炸．请你根据所学物理知识解释氢气球上升和爆炸的原因．
解：由于氢气的密度小于空气的密度，根据F浮＝ρgV排和m＝ρV 可知，氢气球的体积等于排开空气的体积，则氢气球所受的浮力大于重力，氢气球会上升，当氢气球逐渐升高时，气球外的气压会减小，此时气球内的气压不变，气球在压力差的作用下会不断膨胀，直到爆炸．
3. “长征一号”核潜艇是我国自行设计研制的第一艘核潜艇，为加快我国核潜艇部队的发展做出了突出贡献。下列关于潜艇的说法正确的是（ ）
A.潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的
B.潜水艇下沉得越深，所受浮力就越大
C.潜水艇在浮出水面的过程中，所受浮力始终不变
D.潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的
D
4.[创新题·自制教具]小明将一个小金属球塞入一根粗细均匀的塑料细管的一端，用石蜡密封住塞有金属小球的一端制成简易的密度计．
(1)在制作密度计时塞入金属小球的目的是____________________________________________________________________．
(2)将密度计竖直放入水中静止后，在细管与水面相平处标上数字“1”，之后将密度计按照上述方法依次放入不同液体中并标记数字，越往上标记的数字越____(选填“大”或“小”).
(3)小明发现有些刻度之间的间距很小，不容易区分，使得测量的误差较大，为此可以进行的改进是______________．
使塑料细管能竖直漂浮在液体中
小
用更细的细管