9.3 物体的浮沉 课件（共28张ppt） 2024~2025学年物理沪粤版八年级下册

第3节 物体的浮沉
第九章 浮力
1.从力的角度认识物体的浮沉条件。
2.从密度的角度认识物体的浮沉条件。
3.知道潜水艇、气象台、浮筒、密度计等浮沉条件的应用。
泰坦尼克号是当时世界上体积最庞大、内部设施最豪华的客运轮船，有“永不沉没”的美誉。然而不幸的是，1912年4月14日23时40分左右，泰坦尼克号与一座冰山相撞。4月15日凌晨2时20分左右，泰坦尼克船体断裂成两截后沉入大西洋底3700米处。2224名船员及乘客中，1517人丧生，其中仅333具罹难者遗体被寻回。泰坦尼克号沉没事故为和平时期死伤人数最为惨重的一次海难，其残骸直至1985年才被再度发现，受到联合国教育、科学及文化组织的保护。
船为什么可以浮在海面上？撞击后为什么会沉？
知识点一：物体的浮沉条件
F浮
G
F合
乒乓球上浮
F浮 > G
当F浮 > G，物体所受合力方向竖直向上，因而会上浮，至漂浮状态。
乒乓球漂浮
此时F浮 = G，
物体为漂浮状态。
V物>V排
F浮
G
F合= 0
鸡蛋悬浮
F浮 = G
当F浮 = G，物体所受合力为零，因而悬浮。此时 V物 = V排
F浮
G
F合
石头下沉
F浮 < G
当F浮 < G，物体所受合力方向竖直向下，因而会下沉，至沉底。
1.物体浮沉的几种状态
F浮 = G 漂浮
F浮 > G 上浮
F浮 = G 悬浮
F浮 < G 下沉
F浮 +F支= G 沉底
静止状态
运动过程
1.物体浮沉的几种状态
F浮 = G 漂浮
F浮 > G 上浮
F浮 = G 悬浮
F浮 < G 下沉
F浮 +F支= G 沉底
静止状态
运动过程
二力平衡
三力平衡
2.根据物体浮沉的状态判断密度
F浮 > G 上浮
F浮 < G 下沉
ρ液 gV排 > ρ物 gV物
∵ V排 = V物
∴ ρ液 > ρ物
ρ液 gV排 < ρ物 gV物
∵ V排 = V物
∴ ρ液 < ρ物
F浮 = G 漂浮
F浮 = G 悬浮
F浮 +F支= G 沉底
ρ液 gV排 = ρ物 gV物
∵ V排 = V物
∴ ρ液 = ρ物
ρ液 gV排 = ρ物 gV物
∵ V排 < V物
∴ ρ液 >ρ物
ρ液 gV排＜ρ物 gV物
∵ V排 = V物
∴ ρ液＜ρ物
当ρ液 > ρ物时，物体上浮；
当ρ液 = ρ物时，物体悬浮；
当ρ液 < ρ物时，物体沉底。
活动：盐水浮鸡蛋
结论：
改变液体的密度，可以改变浸在液体中物体的浮力。
空心物体
把一小块橡皮泥搓圆放到水中，就沉入水底；若将相同质量橡皮泥做成小船模样，却能浮在水面上，你能解释原因吗？
将橡皮泥做成“空心”的，它重量不变，但排开水的体积变大了，受到的浮力变大，所以会飘在水面上。
知识点二：浮沉条件在技术上的应用
1.潜水艇
（1）原理：潜水艇浸没在水中后浮力不变，靠改变自身重力（向水舱充水或排水）来实现浮沉。
潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，隐蔽性强，是一种很重要的军用舰艇。
当水舱中充入适量的水时，浮力与重力相等，潜艇就能悬浮在水中任何深度。
（2）潜水艇的浮沉原理
下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会下沉。
上浮时，用压缩气体将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，重力小于浮力，潜艇就会上浮。
潜入水中
若G＞F浮，则下潜
若G＜F浮，则上浮
核潜艇是重要的军事战略装备，是国家海上军事实力的重要标志。新中国成立后，中国工程院院士黄旭华(图9-3-3)率领其团队用了几十年的时间，完成了新中国第一代核潜艇的研制，使中国成为少数拥有核潜艇的国家之一(图9-3-4)。他为我国的核潜艇事业作出了突出贡献,2019年获得“共和国勋章”。
2.气象探测气球：气象台经常要放出探空气球用于气象观测。
探测气球内充有密度比空气小得多的氢气，气球升空后，安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等情况用无线电传送给地面观测站。探测气球的顶部装有放气阀门，当其工作完毕后，会自动打开阀门释放掉部分氢气，使气球体积缩小，所受浮力随之减小，气球缓缓地落回到地面。
浮筒原理：浮筒内注满水，固定到沉船上，再输入高压空气上浮。(改变自身重力实现浮沉)
3.浮筒
4.密度计
结构：
它是用密封的玻璃管制成的。上段的外径均匀，是用来标刻度线的部分，中间段做成内径较大的玻璃泡，最下端的玻璃泡内装有密度很大的许多小弹丸（如铅丸）或水银等，整体是一根粗细不均匀的密封玻璃管。
（1）工作原理：
物体漂浮在液面上的条件F浮＝G
（2）刻度特点：
上小下大，上稀下密
（3）用途：
测量液体密度
（4）读数方法：
静止时液面所对刻度乘以水的密度
制作简易密度计
若F浮＞G，则上浮
若ρ液＞ρ物，则上浮
若F浮=G， 则悬浮
若F浮若ρ液=ρ物， 则悬浮
若ρ液<ρ物， 则下沉
物体的浮沉
比较浮力和
重力的大小
比较物体密度和液体密度
浮沉条件在技术上的应用
1.用细绳系着的铁块，把它从水中匀速拉至水面（铁块未露出水面），此过程中绳对铁块的拉力（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．始终不变 D．无法判断
C
2.如图所示，将一只玩具青蛙放入水中，它能漂浮于水面； 把它放入另一种液体中，它却沉入底部。则在这两种情况下，这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较（ ）
A. 在水中受到的浮力较大
B. 在液体中受到的浮力较大
C. 受到的浮力一样大
D. 无法比较浮力大小
A
3.轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。已知一艘货轮的排水量是1.8×107 kg，则该船满载时所受的浮力大小为_ ___ N；该满载货轮从长江驶入大海，货轮会________ （选填“上浮一些”、“下沉一些”或“吃水深度不变”）；其所受浮力的大小将______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（g=10N/kg）
1.8×108
上浮一些
不变