10.3 第2课时　物体浮沉条件的应用 课件(共26张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册

(共26张PPT)
第2课时
第十章　浮力
物体浮沉条件的应用
1.如何利用物体的重力与浮力的大小关系判断物体的浮沉情况？
提示　(1)当F浮＞G物时，物体上浮，最终漂浮F浮＝G物。
(2)当物体处于漂浮状态时，F浮＝G物。
(3)当F浮＜G物时，物体下沉，最终沉底。
2.当实心物体浸没在液体中时，如何利用物体的密度和液体的密度判断物体的浮沉情况？
提示　(1)当ρ液＞ρ物时，物体上浮；
(2)当ρ液＜ρ物时，物体下沉。
一、物体的浮沉条件
1.回顾复习物体的浮沉条件
状态 运动 静止
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
示意图
F浮与G关系 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮＝G F支
ρ物与ρ液关系 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物
>
<
＝
＝
－
>
<
>
＝
<
2.请在图中画出潜水艇加速上浮过程中所受重力G和浮力F浮的示意图。
答案
二、物体浮沉条件的应用
1.轮船
(1)演示：两个外形相同的铁罐子，一个空心，一个装满沙；同时按入水中，会发生什么现象？
实验现象：松手后实心的铁罐子下沉，空心的铁罐子上浮最终漂浮。
思考：①铁的密度大于水的密度，空心铁罐子为什么能漂浮呢？
提示　F浮＞G物，因为它是空心的，所以能上浮，最终能漂浮。
②要想让实心的铁罐子也漂浮，可以怎么办呢？
提示　把沙取出来，变成空心的。
③大家是如何调节铁罐子的浮沉的呢？
提示　F浮不变，挖空使G物变小，当F浮＞G物，铁罐子自然就浮起来了。
(2)轮船的工作原理：采用“ ”的办法增大排开水的体积，从而增大浮力，使船漂浮在水面。
轮船的大小通常用 来表示。排水量是轮船装满时的排开水的质量(m排)，它等于船的质量和货物的质量之和。m排＝m船＋m货。
空心
排水量
一艘轮船从河里驶入海里，它受到的重力 。它受到浮力 。它排开水的质量 ，体积 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。它是上浮一些还是下沉一些？
不变
不变
提示　上浮一些，因为V排变小了。
不变
变小
2.潜水艇
(1)你能改变玻璃球的浮沉状态吗？
实验现象：抽气时，水逐渐进入球
中，球下沉；打气时，球中的水被
排出，球上浮。
提示　当将注射器气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球和球内的水的重力变小，G＜F浮，球将上浮。
当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多，球和球内的水的重力变大，G＞F浮，球下沉。
(2)如图所示，潜水艇两侧有水舱，当往水舱中充水时，潜水艇加重，就逐渐潜入水中；当水舱充水使艇重等于同体积水重时，潜水艇就可悬浮在水中；当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，就可上浮了。
①潜水艇的工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠_______________来实现的。
②潜水艇浸没在水下不同深度所受浮力相同，因为排开水的体积不变，始终等于 。
改变自身的重力
潜水艇的体积
3.气球和飞艇
(1)在空气中能实现浮沉吗？为什么热气球和飞艇会飞起来呢？
提示　能。热气球和飞艇内的气体密度小于外面的空气的密度，受到的浮力大于自身的重力，从而能够飘在空中飞行。
(2)热气球和飞艇的原理：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。
4.密度计
(1)用途：它是用于测量液体密度的仪器。
(2)构造：它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入小铅丸或汞(如图所示)。
(3)原理：它是根据漂浮时的 及_____________
制成的，密度计在任何液体里都是呈 状态，所受浮力 ，都等于它的 。根据F浮＝ρ液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出部分 ，反之就少，所以密度计上的刻度值是 ，密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“1.8”表示该液体密度是1.8×103 kg/m3。
(4)刻度特点： ，刻度间隔不均匀。
二力平衡
阿基米德原理
漂浮
大小不变
重力
上面较小而下面较大
多
上小下大
例1　 (2023·陕西)如图，是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时，排水量约12 000吨，吃水深度6.6 m。下列说法正确的是(　　)
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安”号漂浮在海面上，所受重力小于浮力
C.“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向竖直
向上
D.“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行，是因为流体流速越大，
压强越大
C
解析　排水量指的是舰船满载时排开水的质量，
不是重力，故A错误；
“延安”号漂浮在海面上，根据物体的浮沉条
件可知，所受重力等于浮力的大小，故B错误；
“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向是竖直向上的，故C正确；
若“延安”号与其他舰船近距离同向航行，两舰之间的水流速加快、该处的压强变小，小于两舰外面的压强，产生了一个向内的压力差，将两舰压向中间，易发生两舰相撞事故，故D错误。
例2　关于物体的浮沉条件及应用实例，下列分析合理的是(　　)
A.同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
B.轮船从长江驶入东海，会沉下去一些
C.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上，是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇在水面下匀速下潜过程中，受到的压强不变，浮力变大
A
解析　同一密度计在不同液体中漂浮时，浮力都等于重力，所以所受浮力大小相同，故A正确；
轮船从长江驶入东海，轮船的浮力等于重力，大小不变，但海水的密度大于江水的密度，根据F浮＝ρ水gV排可知，排开液体的体积变小，会上浮一些，故B错误；
把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上，是通过增加排开液体的体积从而增大浮力来实现的，故C错误；
潜水艇在水面下匀速下潜过程中，深度增加，受到的压强变大，排开液体的体积不变，浮力不变，故D错误。
1.下列说法中正确的是(　　)
A.潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的
B.沉底的物体受到的浮力一定比漂浮的物体受到的浮力小
C.悬浮的物体受到的浮力一定小于排开液体受到的重力
D.气象用探测气球里所充气体的密度大于空气的密度
A
解析　潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变，受到的浮力不变，为了实现上浮和下沉，是通过改变自身的重力来实现的，故A符合题意；
沉在水底的物体，是因为受到的浮力小于重力而下沉到水底，在与底部没有紧密接触的情况下，浮力的大小取决于排开水的体积大小，所受浮力不一定比漂浮的物体小，故B不符合题意；
浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力，无论它是漂浮、悬浮、沉底，所受浮力都等于它排开液体的重力，故C不符合题意；
气象用探测气球需要漂浮在空气中，气球的平均密度不能小于空气的密度，否则它就会下沉，所以气球内填充的气体密度应该小于空气的密度，故D不符合题意。
2.水平桌面上两个相同的圆柱形容器内分别盛有甲、乙两种不同的液体，将一支密度计先后放入这两种液体中静止后，两液面相平，如图所示，则甲、乙两种液体的密度ρ甲_____ρ乙；甲、乙液体分别对容器底部的压强p甲_____p乙；密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力F甲_____F乙。(以上均选填“>”“＝”或“<”)
>
>
＝
解析　同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，
密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度
计的重力G，即F甲＝F乙＝G；由图知密度计排开液
体的体积V排甲可得甲液体的密度大于乙液体的密度，即ρ甲>ρ乙；由于两液体液面相平，ρ甲>ρ乙，根据p＝ρgh知甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强，即p甲>p乙。
3.轮船：将密度大于水的材料做成______的，使它能排开更多的水，从而增大了____力，使____力等于____力时，物体就浮在了水面上，这就是制成轮船的原理。轮船的大小用________来表示，排水量就是轮船满载货物时排开水的______，排水量为104吨的船受的浮力为____________，排开水的体积为_____ m3，船从河里开到海里所受的浮力______，是上浮或下沉一些？______。
空心
浮
浮
重
排水量
质量
1.04×106 N
104
不变
上浮
4.一艘轮船从长江驶入大海，下列分析正确的是(　　)
A.浮力变小，船体上浮一些 B.浮力变大，船体下沉一些
C.浮力不变，船体下沉一些 D.浮力不变，船体上浮一些
D
解析　当轮船由从长江驶入大海后始终处于漂浮状态，则船受到的浮力：F浮＝G，因为船受到的重力不变，所以船受到的浮力不变；又因为F浮＝ρ水V排g，ρ海水>ρ江水，所以排开海水的体积小于排开江水的体积，即：船浸入水中的体积变小，船上浮一些。