10.3 第1课时 物体的浮沉条件 课件(共28张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册

(共28张PPT)
第1课时
第十章　浮力
物体的浮沉条件
1.物体在液体中有哪些状态？
提示　五种状态：漂浮、悬浮、上浮、下沉、沉底。
2.物体的平衡状态有几种？分别是什么？保持平衡状态的条件是什么？
提示　物体的平衡状态有静止和匀速直线运动状态，物体保持平衡状态的条件是合力为零。
3.三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里，以下说法正确的是(　　)
A.A球所受的浮力最小
B.A球所受的浮力最大
C.C球所受的浮力最大
D.C球所受的浮力最小
A
赚足了人们眼球的“泰坦尼克号”
1、这么大的轮船它是怎么漂浮在海面上的呢？
2、撞击冰山后，它是怎么沉入海底的呢？
3、同学们思考一下：物体漂浮和下沉有什么条件？
为什么这么大的巨无霸能够漂浮在海面呢？
点击观看视频——航母
飞艇在空中自由地上升、下降；人躺在死海中悠闲地看书，那么，物体的浮与沉取决于什么条件呢？
一、根据浮力和重力的关系判断物体的浮沉
1.水槽中的瓶子处于什么状态？
提示　水槽中的瓶子漂浮在水槽中，处于漂浮状态。静止在水面上，处于平衡状态，合力为零，即浮力和重力的大小相等。
2.一个大橘子和一个小西红柿同时放入水中，会出现什么情况呢？
提示　松手后橘子上浮，小西红柿下沉。橘子体积大，V排就大，所受浮力就大，所以橘子的浮力大于橘子的重力，橘子上浮；小西红柿体积小，V排就小，所受浮力就小，所以小西红柿的浮力小于小西红柿的重力，小西红柿下沉。
3.把一个大土豆和刚才的橘子同时放入水中放手后，会出现什么情况呢？
提示　土豆下沉，橘子上浮。
4.为什么土豆排开水的体积比橘子大，它反而下沉了呢？到底物体的浮沉取决于什么呢？
提示　虽然土豆排开水的体积大，土豆的浮力大，但是土豆的重力也大，浮力小于重力，因此会下沉。所以物体的浮沉不光要看浮力的大小，更要看浮力和重力的大小关系。
5.分析浸没在水中的上浮的橘子、悬浮的瓶子、下沉的西红柿受力情况。
教师总结浮沉条件：取决于物体所受F浮与G物的关系。
(1)当F浮＞G物时，物体上浮，最终漂浮F浮＝G物。
(2)当物体处于悬浮状态时，F浮＝G物。
(3)当F浮＜G物时，物体下沉，最终沉底。
二、根据密度判断物体的浮沉
1.演示实验
(1)把鸡蛋放入盛水的烧杯中，观察到鸡蛋下沉；
(2)向水中撒入少许食盐，并轻轻搅拌，发现鸡蛋慢慢上升，停止加盐，鸡蛋悬浮在水中；
(3)再继续加入食盐，发现鸡蛋继续上升，最后露出水面，漂浮在水面。
鸡蛋为什么会出现这样的四种状态(下沉、上浮、悬浮和漂浮)
二、根据密度判断物体的浮沉
水中
浓度适中的盐水
浓度较大的盐水
沉底
悬浮
漂浮
提示　向水中加入食盐，发现鸡蛋上浮。向水中加入食盐，水的密度变大，鸡蛋受到的浮力增大，大于鸡蛋的重力，所以鸡蛋就上浮；当鸡蛋的重力与浮力相等的时候鸡蛋就悬浮在水中；继续加盐，鸡蛋受到的浮力进一步增大，大于鸡蛋的重力，鸡蛋就继续上浮，直到浮出水面。由此可见，当物体的密度小于液体的密度时，物体上浮；当物体的密度大于液体的密度时，物体下沉。
2.从密度的角度分析物体的浮沉条件：
(1)当ρ液＞ρ物时，物体上浮；
(2)当ρ液＜ρ物时，物体下沉。
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底

F浮>G F浮ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液＝ρ物 V排＝V物 ρ液>ρ物 V排处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用
例1　在装满水的容器中，放入一个质量为30 g的实心物块，从容器中溢出20 g水，则该物块在水中的浮沉情况和该物块所受的浮力是(　　)
A.下沉、F浮＝0.3 N B.下沉、F浮＝0.2 N
C.漂浮、F浮＝0.3 N D.漂浮、F浮＝0.2 N
B
解析　物块所受浮力等于溢出水的重力，
即F浮＝G排＝m排g＝0.02 kg×10 N/kg＝0.2 N。
物块的重力G＝mg＝0.03 kg×10 N/kg＝0.3 N，因G>F浮，故物块会下沉。
例2　(2023·山西)妈妈生日那天，小梦给妈妈煮饺子时发现，当把饺子放入沸腾的水中后，饺子先下沉到锅底，过了一会儿又上浮，最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)(　　)
A.饺子在下沉的过程中，受到水的压强不变
B.饺子上浮过程中，受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮过程中，受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时，受到的浮力大于它所受的重力
C
解析　饺子下沉的过程中，饺子在水中的深度h变大，由p＝ρgh可知，所受水的压强变大；根据物体的浮沉条件可知：饺子上浮过程中，受到的浮力大于它所受的重力；饺子上浮过程中，由F浮＝G排可知，受到的浮力等于它排开的水所受的重力；饺子在水面漂浮时，受到的浮力等于它所受的重力。故选C。
1.如图所示，把重为0.5 N的鸡蛋放入水中，鸡蛋下沉，则鸡蛋受到的浮力_______________，______鸡蛋受到的重力；待鸡蛋静止后，向水中加盐，直至鸡蛋悬浮，此时鸡蛋受到的浮力________0.5 N。(后两空选填“大于”“小于”或“等于”)
先增大后不变
小于
等于
解析　鸡蛋放入水中，鸡蛋下沉，在未完全浸入水中时，
随着排开水的体积增大，鸡蛋受到的浮力会增大，完全
浸入水中时，鸡蛋受到的浮力不变。
鸡蛋在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力作用，
鸡蛋下沉，合力向下，鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋受到的重力。
鸡蛋悬浮时，鸡蛋受到的浮力等于鸡蛋受到的重力，此时鸡蛋受到的浮力等于0.5 N。
2.小阳观察生活现象发现：浸没在水中的木块、乒乓球等轻的物体会上浮；浸没在水中的石块、金属块等重的物体会下沉。由此，他认为减小物体所受的重力可以使物体上浮。小阳将家中的土豆浸没在水中发现土豆下沉，他认为若将切掉一半的土豆浸没在水中会上浮。请你判断小阳的想法是否正确，并从运动和力的角度分析说明。
答案　见解析
解析　土豆开始时下沉F浮V排减半，一半土豆浸没时所受浮力F浮′＝ ，根据G物＝ρ物gV物，ρ物不
变，V物减半，所以G物′＝
综上F浮′3.小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。在气球内灌入一定量的水封口制成水球(如图甲)。先将水球放入冷水中，水球漂浮(如图乙)。把杯中冷水换成热水，再次把水球放入热水中，发现水球沉在杯底(如图丙)。下列分析正确的是(　　)
A.水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力
B.水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力
C.冷水的密度小于热水的密度
D.在冷水和热水的同一深度处压强相等
B
解析　从图可以看出，水球放入冷水中，水球
漂浮，所以F浮冷＝G球，在热水中，水球沉在杯
底，说明F浮热受浮力大于热水中所受浮力，故A错误；
由于水球放入冷水中，水球漂浮，F浮冷＝G球，
再根据阿基米德原理可知，水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力，故B正确；
水球放入冷水中，水球漂浮，说明球的密度小
于冷水的密度，在热水中，水球沉在杯底，说
明球的密度大于热水的密度，由此可以推出冷
水的密度大于热水的密度，故C错误；
因为冷水的密度大于热水的密度，所以在冷水
和热水的同一深度处压强不相等，故D错误。
4.山东舰训练过程中，舰载飞机飞离航母，与飞离前相比，航空母舰会___________(选填“上浮一些”“下沉一些”或“保持不变”)。舰载机起飞时，机翼上表面空气流动速度______(选填“大于”“小于”或“等于”)下表面空气流动速度。
上浮一些
大于
解析　由于航母始终漂浮于水面上，由漂浮条件知，浮力等于重力，当舰载飞机飞离航母后，航母的重力减小，而航母仍处于漂浮状态，所以，所受浮力也要减小，由阿基米德原理F浮＝ρgV排知道，排开水的体积减小，即航母要上浮一些；飞机机翼都做成的是上凸下平的形状，当同一股气流在相同的时间内，通过机翼的上方和下方时，上方气流通过时经过的路程大，速度大；下方气流通过时经过的路程小，速度小，所以，机翼上表面空气流动速度大于下表面空气流动速度。