(共28张PPT)
沪科·八年级下册
第四节 物体的浮与沉
第2课时 浮沉条件的应用
物理观念：
1.知道物体的浮沉条件，会根据浮沉条件判断物体的浮沉。
2.知道通过改变物体受到的浮力或重力的大小可控制物体上浮或下沉。
3.能应用浮沉条件解释简单的物理现象，知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理。
科学思维：
学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
科学探究：
1.通过做实验，学习研究物理问题的方法。
2.通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。
科学态度与责任：
1.认识浮力对人类生活、生产的影响。
2.重视理论联系实际，学以致用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
学习目标
课堂教学展示
本节要点
能通过实验认识物体的浮沉条件，能通过实例说明物体的浮沉条件在生产生活中的应用；能关心我国在深潜方面的成就。
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复习回顾
状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉底
图示
F浮和G的关系
ρ液与ρ物的关系
运动状态
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
F浮+F支__G
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
ρ液__ ρ物
＞
＜
=
=
=
＞
＜
=
＞
＜
上升
下降
静止
静止
静止
课堂教学展示
进行新课
一、密度计
1.用途：测量液体的密度。
2.构造：密度计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小铅丸。
3.工作原理： F浮＝G
密度计的刻度分布不均匀，上疏下密，上小下大
4.使用方法：密度计放入待测液体中，当密度计静止时，读出液面对应的刻度值即为液体的密度。
密度计上的数值表示待测液体的密度与水的密度的倍数关系。如“1.2”表示该液体的密度是1.2×103kg/m3
如何制作简易密度计？
【点击画面播放视频】
例1 物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平，如图所示。密度计在液体中受到浮力F甲____F乙，液体对杯底的压强p甲____ p乙。(均选填“<”“=”或“>”)
=
＜
二、盐水选种
1.方法：把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部。
2.原理：选小麦种子所用盐水的密度为(1.16~1.2)×103kg/m3。
ρ好＞ρ盐水
G＞F浮
好种子下沉到水底
ρ坏＜ρ盐水
G＜F浮
坏种子上浮直至漂浮
三、潜水艇
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。
排出水，潜艇受到的重力减小，G＜F浮，潜艇上浮
注入水，潜艇受到的重力增大，G＞F浮，潜艇下沉
浸没在水中时，V排不变，故F浮不变
例2 如图为同一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景，其中潜水艇正在水中上浮的是图____(选填“甲”或“乙”，下空同)。正在水中下潜的是图_____。这两种情景中，潜水艇所受的浮力分别为 F甲、F乙，则 F甲____ (选填“>”“=”或“<”)F乙。
甲
乙
=
四、热气球
1.原理：利用空气的浮力升空
2.工作过程：热气球的升降与热气球体积及其内部气体的密度变化有关。燃气装置中喷出火焰加热气袋中的空气，气袋中的空气温度升高、密度减小（忽略体积变化），当内部气体密度比其外部气体小到一定程度时，热气球上浮。
例3 图甲是“中国天眼”中气球悬吊着维护人员作业的情景。小雯利用气球和重物进行模拟，如图乙。充气前，气球A与重物 B的总质量为 0.109 kg，充入适量氦气过程中，A体积变大，其所受浮力 ______ (选填“变大”“变小”或“不变”)；当A的体积为_____m3 时，B对地面的压力恰好为零。(B 所受的浮力忽略不计，ρ空气=1.29 kg/m3 ， ρ氦气=0.2 kg/m3 ，g 取 10 N/kg)
变大
0.1
五、轮船
1.原理：将钢铁做成空心的，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
2.排水量：轮船满载时排开水的质量，F浮= m排g，而 F浮=G，所以
m船+m货= m排
3.载重线
4. 轮船从河里驶入海里，始终是漂浮的，由于总重不变，船受到的浮力也不变，因为F浮=ρ液gV排，且ρ海水＞ρ河水，所以轮船在海里的V排小，从河里驶入海里，船身会浮起一些。相反，从海里驶入河里，船身要下沉一些。
例4 如图是中国自主研制的目前全球最大的集装箱船“鑫福 103”轮。该船的排水量是 30 万吨，能够一次性搭载 24 万吨的货物，该船正在舟山海域进行试航，此海域的海水密度取 1.0×103kg/m3，g取 10 N/kg。下列说法正确的是（ ）
A.该船所受浮力的方向是竖直向下的
B.该船满载时受到的浮力为 3×108N
C.搭载 24 万吨的货物时，该船排开海水的体积增加 2.4×103 m3
D.如果该船驶入海水密度更大的海域，船身会上浮一些
D
科学书屋
“奋斗者”号深潜器
“奋斗者”号深潜器通过电磁铁吸附了大铁块，还有一部分铁砂放置在一个容器中，这些总质量加起来之后使得深潜器的总重力大于浮力，深潜器得以不断下沉，同时通过控制倾倒容器中的铁砂可以控制深潜器下沉的速度。当深潜器需要上浮时，电磁铁断电，抛掉电磁铁吸附的铁块深潜器可以快速上浮。如果遇到紧急情况，系统断电后，电磁铁会自动抛掉铁块，从而让深潜器快速上浮。
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随堂练习
1. 测量液体密度的仪器叫密度计，现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中，如图所示，则（ ）
A.密度计在甲液体中所受的浮力较大
B.密度计在乙液体中所受的浮力较大
C.甲液体的密度较大
D.乙液体的密度较大
D
2.如图所示，这是某游乐园举办的热气球飞行体验活动。加热球内的空气，空气受热膨胀，密度________(选填“变大”“变小”或“不变”)，当浮力大于重力时，热气球便腾空而起。若装置与乘客的总质量为200kg，热气球静止在空中时所受的浮力是________N。(g取10 N/kg)
变小
2000
3.航空母舰是舰载机的母舰。当航空母舰上的舰载机飞离航空母舰后，航空母舰所受的浮力将如何变化？
减小。因为航空母舰漂浮在水面上，所以舰载机飞离前航空母舰所受浮力等于二者所受重力之和，当舰载机飞离后，航空母舰所受浮力等于其自身重力，故航空母舰所受浮力变小。
4.请选择材料，按照自己的设计，折叠一个纸船，并写出制作过程。与同学讨论交流，看看自己制作的纸船与同学制作的纸船的异同。
5.救生圈是一种水上救生设备。查阅资料，了解救生圈的材料、性能及用途。
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课堂小结
浮沉条件的应用
密度计→原理：物体漂浮时所受的浮力等于重力
盐水选种→原理：好种子密度大于盐水密度，重力大于浮力，故沉底
潜水艇→原理：靠改变自身重力实现下潜和上浮
热气球→原理：利用空气浮力上升
轮船→原理：利用“空心法”排开更多的水，增大浮力，从而漂浮在水面上中小学教育资源及组卷应用平台
第2课时 浮沉条件的应用
多媒体课件、密度计、水、盐水、烧杯、大试管、钻有两个小孔的橡皮塞、短玻璃管、软胶管、注射器、铁丝、水槽、氢气球、普通气球。
一、情景导入
多媒体播放视频《浮沉子的制作》。（视频详见教学课件）
二、合作探究
密度计
密度计是测量液体密度的工具。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小铅丸。测量时，将密度计插入液体，它静止后漂浮在液体中，此时密度计所受的浮力大小等于其重力大小。根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密度。
用密度计测量水、盐水的密度，如图所示。请同学们思考：密度计在液体中处于什么状态？浮力与重力大小关系如何？
学生交流讨论上述问题，分析得出密度计的特点。
密度计是利用物体的浮沉条件（即漂浮在液面上的物体，它所受的浮力总是等于它受到的重力）和阿基米德原理工作的。由于F浮＝G，F浮＝G排＝ρ液V排g＝ρ液Sh入g，所以液体的密度与密度计浸入液体的深度成反比，密度计的刻度值是上端小下端大。
盐水选种
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。选小麦的种子的盐水是把盐水配成密度在(1.16～1.2)×103 kg/m3之间。把小麦放在这样的盐水里，密度超过1.2×103 kg/m3的好种子都沉在水底，因为它们受到的浮力小于它们的重力；密度小于(1.16～1.2)×103 kg/m3的坏种子都在盐水中浮起来，这样好坏种子就很容易被分开了。
潜水艇
如图所示，取一支大试管，用一个钻有两个小孔的橡皮塞塞紧管口，在两个小孔中各插入一根短玻璃管，并在玻璃管上分别接上一根长度适当的软胶管，其中一根胶管和注射器相连，另一根胶管只需当试管水平浮在水面时，管口能没入水面以下即可。为使试管能水平浮在水面，可在试管的底部绕几圈铁丝，作为配重，使它平衡。将试管放入大玻璃水槽内，使它水平浮于水面。用注射器从试管中抽气，试管内的水就增多，试管下沉；往试管内压气，试管内的水就减少，试管上浮。
当注射器从试管中抽气时，试管内的水增多，此时试管的总重力增加，当其受到的重力大于浮力时，便会下沉；当其受到的重力等于浮力时，便会悬浮在水中；当注射器向试管中压气时，试管内的水减少，此时试管的总重力减小，当其受到的重力小于浮力时，便会上浮。因此试管能够上浮或下沉是依靠改变自身的重力来实现的。潜水艇就是根据这个道理制造的。
热气球
释放一个氢气球，氢气球上浮至天花板。现场吹一个气球，扎紧口并松手，气球降至地面。
同学们交流讨论：两个气球都受浮力吗？为什么一个上浮，另一个下降呢？如何才能让气球浮在空中？
如图甲所示，节日放飞的气球、携带气象仪的高空探测气球等，里面充的是密度小于空气的气体，例如氢气或氦气等；如图乙所示，体育、娱乐活动用的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
气球的升降原理：利用里面充的气体的密度小于空气的密度，产生的浮力大于自身的重力来升空；利用减小浮力来下降。
第四节 物体的浮与沉
第2课时 浮沉条件的应用
浮沉条件的应用
本节课是在原有知识基础上，探究物体浮沉条件的应用，教学中充分让学生交流讨论，观察教师演示实验和开展学生实验，体验物体的浮沉条件在生产、生活中的应用，增强了学生对科学的求知欲，有将科学技术应用于生产生活、社会实践的意识。参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动，进一步让学生领略了物理知识的有趣和有用，加强了学生学习的自觉性。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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1．(2024·遵义模拟)图甲是在质地均匀的木棒下端固定铁块后制成的简易密度计。在完全相同的容器中倒入体积相等的不同液体A、B，将密度计分别放入其中，静止后密度计的位置如图乙、丙所示。下列分析正确的是
A．A液体的密度大于B液体的密度
B．两种液体对容器底部的压强相等
C．密度计排开液体A、B的质量相等
D．A液体中密度计底部受到的压力较大
C
知识点 盐水选种
2．选择优良种子是农业丰收的基本保证，盐水选种是我国农民常采用的选种方法：将待选的种子放入浓度适当的盐水中后，良种沉入水底，次种则漂浮于水面，很快就能完成选种工作，如图所示。但盐水浓度的把握是关键，如果盐水的浓度太低，则可能
A. 所有种子都漂浮在水面
B．所有种子都不受浮力
C．只有少量次种漂浮
D．良种漂浮，而次种下沉
C
知识点 潜水艇
3．(2024·泸州中考)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法正确的是
A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时，需要往水舱内注水
D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小
C
知识点 热气球
4．如图所示的某型号热气球，其下方开口处燃烧液化气，随着热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空，热气球内的气体密度_______空气密度，热气球所受浮力____重力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
小于
大于
误认为上浮物体受到的浮力一定大于下沉物体受到的浮力
5．如图所示，欢欢同学从高处把一只苹果丢入水中，发现苹果在水中下沉一段距离后，又向上运动，最终漂浮在水面上，下列分析正确的是
A.在下沉的过程中，苹果的运动状态不改变
B．在下沉的过程中，苹果受到的重力大于浮力
C．在水中向上运动时，苹果受到的浮力大于重力
D．在苹果运动的过程中，最终漂浮时苹果受到的浮力最大
C
6．(2023·安顺期末)如图所示，关于物体受到的浮力及其应用，下列说法正确的是
A
A.当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度时，孔明灯才上升
B．轮船从长江驶入海洋的过程中，浮力变大
C．良种所受浮力小于重力，次种所受浮力大于重力
D．潜水艇下沉过程中，重力不变，浮力变小
7．[跨学科实践·社会发展](2023·成都中考)下图是我国自主研发的极目一号Ⅲ型浮空艇，其内部有两个气囊，主气囊内充满氦气(密度小于空气)，副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时，排出副气囊内的部分空气，使浮空艇受到的重力_____浮力，实现上浮。
小于
8．[跨学科实践·工程实践](2022·贵阳中考)《天工开物》中记录了古代劳动者煮海水制盐的方法，如图甲所示。用于制盐的海水密度有严格要求，在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法：采用多粒莲子投入盛有海水的容器中，若所有莲子均浮，则海水含盐重；若所有莲子均沉，则这样的海水就毫无制盐价值。后来《熬波图咏》中谈到，将莲子分别浸入不同密度等级的海水中(一等海水密度最大，二、三、四等依次次之)，充分浸泡后制备成不同测定标准的“浮子”。将“浮子”放入盛有待测海水的竹管内，如图乙所示，根据浮起的“浮子”数即可判断待测海水的密度范围。
请回答下列问题：
(1)煮海水制盐过程中，水发生的物态变化是______。
(2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3 kg，其受到的重力是多少？(g取10 N/kg)
汽化
解：(2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3 kg，其受到的重力G＝mg＝3×10-3 kg×10 N/kg＝3×10-2 N。
(3)《西溪丛语》谈到：无制盐价值的海水，莲子放入后会全部沉入水底。莲子沉入水底的原因是什么？
(3)无制盐价值的海水，其中的含盐量少，这种海水的密度会较小，而莲子的密度大于这种海水的密度，所以莲子沉入水底。
(4)将四粒不同测定标准的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内。请根据图乙中“浮子”静止时的情况判断：2号“浮子”制备时是浸泡在哪一等级的海水中？写出你判断的理由。(设各“浮子”的体积均相同，其密度与对应等级的海水密度相等)
(4)二等海水。由图乙可知，V排1＞V排2＞V排3＞V排4，待测海水密度一定，根据阿基米德原理可知，浮力F1＞F2＞F3＞F4，1号“浮子”沉底，其浮力小于受到的重力，2、3、4号“浮子”漂浮，它们的浮力均等于受到的重力，所以G1＞G2＞G3＞G4，又因各“浮子”体积相同，所以“浮子”的密度ρ1＞ρ2＞ρ3＞ρ4，所以，2号“浮子”制备时浸泡在二等海水中。
9．小华用一支自制的长为L的密度计测某液体的密度。密度计浸在水中静止时露出水面的长度为L1(如图甲)，受到的浮力为F1；浸在被测液体中静止时露出液面的长度为L2(如图乙)，受到的浮力为F2，则F1_____ (选填“＞”“＜”或“＝”)F2，待测液体的密度ρ液＝____________(用含有已知字母的式子表示ρ液，水的密度用ρ水表示)。
＝
