(共22张PPT)
第4节 水的浮力
（第4课时）
浙教版 八年级上
创设情境
物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象，而且在生产、生活和科研上也有许多重要的应用。
航天员在水中做模拟太空行走的训练
密度计
潜水艇
它们关于浮力的工作原理是什么？
轮船
探究实践
一块钢板放在水里会下沉，但为什么用钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢？
如图4.4-14 所示，如果把一块铁块放在水面，它将会沉入水底。如果 将这块铁块铸成碗状，虽然它所受的重力没有改变，但是把它放在水面， 它排开水的体积比块状时大得多，受到水的浮力就较大。当它浸入一定深度时，受到的浮力等于它所受的重力，它就会就漂浮在水面上。
铁块和铁块铸成碗状
轮船
是通过增大排开水的体积来增大浮力。
轮船的漂浮的原理：
下沉时，
F浮1 < G
漂浮时，F浮2=G
F浮1 < F浮2
V排水1 < V排水2
探究实践
满载的轮船
漂浮时，F浮=G总=G自+G货
轮船的大小常用排水量来表示。
例如，一艘轮船的排水量为1.8×104 t，表示此船满载时，货物和船身质量之和为1.8×104 t。
将货物装上船，船的总质量增加了，浮力也增大，船在水中下沉到更低的位置。一艘满载的货船比空载时在水中的吃水要深得多。
空载
满载
吃水线
吃水深度
装货后，G总变大，F浮变大
V排水变大，吃水深度增大。
所谓排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。
探究实践
一艘轮船从江河驶入大海，受到的浮力如何变化？排开水的体积如何变化？
从江河驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的浮力都等于重力，并保持不变。
但由于海水的密度要大于江河水的密度，所以，根据阿基米德原理
F浮＝ρ液 g V排液可知，轮船排开水的体积将减少。
探究实践
在学习密度知识时，我们做过测量盐水密度的实验，但这种间接测量的方法在实际中很不方便。
利用如图所示的浮子式密度计可以直接测出液体的密度。
测量时，让密度计漂浮在液面上。液体的密度不同，密度计排开液体的体积就不同，液面对应密度计的位置也就不同。
根据液面对应密度计上的刻度可以直接读出被测液体的密度。
密度计
原理：
漂浮时，F浮=G
=ρ液 g V排液
静止时液面所对刻度。
读数：
探究实践
3.刻度值的特点：
（1）上面读数小，下面读数大；
0.8
1.0
1.1
0.9
上
下
密度大的细铅粒
观察密度计，回答下列问题：
1.结构：
2.密度计下端装密度大的细铅粒的目的是什么？
有利于竖直漂浮在液面。
（2）刻度不均匀，上疏下密。
用密封的玻璃管制成的。
外径均匀、细长，标刻度线
内径较大的玻璃泡
①上端的玻璃管细，下端玻璃泡大；
②底部加入密度大的铅粒，增加配重。
增大测量的精确度
探究实践
潜艇是海军的主要舰种之一，它既能在水面航行，又能潜入水下某一深度进行机动作战。
你知道潜艇在水中是怎样实现上浮和下沉的吗？
探究实践
探究实践
潜艇浮沉的模拟实验
玻璃球上浮。
玻璃球下沉。
自身重力减小，使F浮 > G。
自身重力增大，使F浮 > G。
1. 如图4.4 - 16所示，玻璃球的顶部和底部各有一个小孔，顶部小孔通过橡皮管与针筒相连。开始时球内装满水，沉入水下。
2. 将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，观察玻璃球的运动情况。
3. 将针筒的活塞向外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，观察玻璃球的运动情况。
改变玻璃球的自身重力，实现浮沉。
探究实践
①当水舱充满水时：
潜艇重力大于浮力
潜艇下沉
②水舱里的水排出：
潜艇重力小于浮力
潜艇上浮
③水舱里留适量的水：
潜艇重力等于浮力
潜艇悬浮
潜艇工作原理：
潜艇是通过改变自身重力来实现浮沉的。
探究实践
空间站环绕地球运行时，内部所产生的效果，像水中的鱼一样，使航天员能够悬浮在太空中。这样的空间环境使得航天员在太空行走时身体变得难以控制，空间知觉也会紊乱。为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法，如图4.4-18所示。
为保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员自身及所携带的装备受到的浮力与总重力相等。
航天员在水中做模拟太空行走的训练
太空中没有重力，环境处于近似真空状态，没有浮力。
探究实践
科学阅读
悬浮的鱼
鱼可以一动不动地悬浮在水中，直到感兴趣的食物出现，才立刻摆动 尾巴紧跟而上。鱼的脊柱下有一个壁很薄的囊，叫作鱼鳔。鱼鳔中有从其血液里获取的氧气和氮气。鱼通过调整鱼鳔的体积，改变自己的总体积，从而改变所受的浮力。鱼的上浮或下沉也是通过调整自身鱼鳔的体积来实现的。
鱼鳔
探究实践
空气中的物体同样会受到空气的浮力。
如果气球中所充入的气体密度比空气小，那么气球受到空气的浮力大于自身所受的重力，气球就会在空中上升。
节日放飞的气球
热气球
高空探测气球
热气球内充有被燃烧器加热后的热空 气，由于空气受热膨胀，密度减小。
喜庆节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，一般充有氦气。
探究实践
为了能控制飞行物的飞行状态和使之具有推进的动力，人们制造了飞艇。
飞艇有巨大的流线型艇体，艇体的气囊内充入氦气，艇体下面安装了可供人员乘坐和装载货物的吊舱，艇体上还安装了起稳定控制作用的尾面和推进装置。
飞艇造价低廉、消耗燃料少，可用于交通、运输、娱乐、赈灾、拍摄、气象观察、大气科学实验等。
迁移应用
1.小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B. 密度计的刻度线,越往上标注的密度值
越大
C. 密度计放入后,乙杯中液体对容器底的
压强更大
D. 适当减小配重,可以增大该密度计两条
刻度线之间的距离,使测量结果更精确
C
迁移应用
2.如图，碗可以漂浮在水面上，可以沉入水底，下列说法正确的是（ ）
A.碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小
B.碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C.碗沉入水底时容器对桌面的压强变大了
D.碗沉入水底时容器底部受到水的压强变大了
A
3.一艘轮船从大海驶到内河里，由于河水密度小于海水密度，所以（ ）
A.船在河水中受到浮力小于在海水中受到的浮力
B.船身露出水面的那部分体积不变
C.船身要浮上来一些
D.船身要沉下去一些
D
迁移应用
4.某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法不正确的是（ ）
A. 潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B. 向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜艇下沉
C. 向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮
D. 潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定
B
迁移应用
5.元宵佳节，许多人燃放孔明灯祈福（知图），下列分析正确的是（不考虑空气阻力）（ ）
A. 孔明灯上升时，灯罩内的气体密度大于灯罩外的空气密度
B. 孔明灯上升时，孔明灯受到的浮力与它自身的重力是一对平衡力
C. 孔明灯匀速上升时，孔明灯受到的浮力一定等于它自身的重力
D. 当孔明灯内火馅熄灭后，孔明灯在下降的过程中不受浮力作用
C
板书设计
第4节 水的浮力（第4课时）
密度计：漂浮时浮力等于重力
轮船：采用“空心”，增大V排的办法来达到漂浮的目的
热气球：球内气体密度小于球外空气密度，使浮力大于重力
浮沉条件的应用
潜艇：保持浮力不变，可改变自身的重力实现沉沉
谢谢
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第4节 水的浮力（第4课时）
核心概念聚焦
1.如图，把一块橡皮泥捏成碗状，它可以漂浮在盛有水的烧杯中。如果将橡皮泥揉成团，它会沉入水底。比较上述两种情况，则下列说法中正确的是（ ）
A.橡皮泥漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.橡皮泥漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.橡皮泥沉底时排开水的体积比它漂浮时排开水的体积大
D.橡皮泥沉底时受到的浮力等于它的重力
2.如图所示，一船在某水域作业时，将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放，因为水深，铁箱没触碰到水底，此时船的吃水线在A处。换个地方第二次再放，铁箱才接触到水底。下列说法正确的是（ ）
A.铁箱在船上时，船的吃水线在A处下方
B.铁箱接触到水底时，船的吃水线仍在A处
C.铁箱接触到水底时，船的吃水线在A处之下
D.铁箱接触到水底时，船的吃水线在A处之上
3.如图所示的密度计，若把它放入密度为ρA的液体里，静止时，液面在密度计A刻度处，密
度计受到浮力为FA。若把它放入密度为ρB的液体里，静止后，液面在B刻度处，
受到的浮力为FB，则有（ ）
A.在两种液体里受到的浮力是FAρB
C.两个刻度的读数是A4.某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法不正确的是（ ）
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜艇下沉
C.向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定
5.如图所示，某些鱼的浮沉靠鱼鳔充气时膨胀，放气时收缩实现，下列说法正确的是（ ）
A.鱼的浮沉是通过改变自身重力实现的
B.鱼静止在水中时，受到的浮力等于鱼的重力
C.鱼想让鱼鳔膨胀，在浅处比深处容易些
D.鱼鳔膨胀时，鱼排开水的重力变小
6.2022年5月15日，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔
4300m的科考营地顺利升空，达到海拔9032m，超过珠峰8848.86m
的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录（g取10N/kg）。
（1）已知海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3。如图所示，该浮
空艇在营地升空前体积达9060m3，此时浮空艇受到的浮力大小约为________N。
（2）“极目一号”浮空艇内部有三层：上层装有氦气（相同条件下氦气密度比空气小得
多），中间隔开，下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要________（填“上浮”或
“下降”）的时候，可以用上层的氦气排出下层的部分空气，以此改变自身重力，
同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
核心素养提升
7.人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁，
把空气压进浮筒将浮筒里的水排出，沉船随着浮筒一起浮起，下列说法正确的是（ ）
A.沉船在河底时，受到的浮力等于其重力
B.浮筒充满气后，受到的浮力大于其重力
C.沉船在水下上浮时，受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时，受到的浮力大于其重力
8.如图是港珠澳大桥海底隧道一施工现场。起重船“振华30”将长方形沉管放入水至全部
浸没的过程中，“振华30”主船体所受浮力的变化图像是（ ）
A. B. C. D.
9.小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝，制成一支自制密度计，用它来测
量液体密度，测量过程中杯内液体总量没有变化。
（1）当密度计在杯中漂浮时，液面高度在A处（如图甲）。此时，
密度计受到的浮力 重力（选填“＜”、“=”或“＞”）。
（2）使用中，小柯发现细铁丝很容易滑落，于是他改变这段细铁
丝的形状，并把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度（如图乙），杯中液
面将 （填“上升”、“下降”或“仍在A处”）。
（3）由于铁丝经常滑落，现他把铁丝取下擦干后置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密
度，记录液面所对的玻璃管上的刻度值为ρ2(如图乙)。那么前后两次测量的结果
是ρ1________(选填“<”、“=”或“>”)ρ2。
创新素养应用
10.青少年科技创新大赛中，某同学的发明作品《浮力秤》参加了展评。该作品可方便地称量
物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为l0厘米2，总长为20厘米，盘中不放
物体时，小筒浸入水中的长度为8厘米，问：
（1）小筒和秤盘的总重力是多少牛
（2）该秤能称出物体的最大质量是多少千克
（3）该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上，为什么刻度是均匀的 (g
取10牛／千克)
参考答案
核心概念聚焦
1.B 2.C 3.C 4.B 5.B 6.724800 上浮
核心素养提升
7.B 8.A 9.= 仍在A处 >
创新素养应用
10.（1）小筒和秤盘的总重力是0.8N；（2）该秤能称出物体的最大质量是0.12kg；
（3）物体质量与小筒浸入的深度成正比，故小筒上的刻度是均匀的。
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第4节 水的浮力（第4课时）
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.1 力是改变物体运动状态的原因
⑩通过实验认识阿基米德原理和浮沉条件，并解释生产生活中的有关现象。
【教学目标】
1.科学观念：知道轮船、密度计、潜艇、热气球和飞艇等浮沉的原理。
2.科学思维：理解物体的浮沉条件，分析解释轮船、密度计、潜艇、热气球和飞艇等浮沉的原理。
3.探究实践：通过实验探究，培养学生观察、分析和归纳总结的能力；经历从生活中发现问题、提出问题、解决问题的过程，提高学生运用科学知识解决实际问题的能力。
4.态度责任：初步认识科学技术对社会发展的影响；初步建立应用科学知识的意识。
【教材分析】本节《物体的浮沉条件的应用》是在学习了《浮力》，知道学习物体浮沉的条件的基础上，知道物体浮沉条件在实际生活中的应用，理解轮船、潜水艇、气球和飞艇是如何改变浮力或重力，来实现浮沉的，通过本节课的学习使学生体会科学就在我身边，初步学会用浮力知识解决生活中的实际问题。。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象，而且在生产、生活和科研上也有许多重要的应用。 如轮船、密度计、宇航员的训练、潜水艇、热气球等。 它们关于浮力的工作原理是什么？ 引入课题
物体的浮沉条件 探究点1：轮船--“空心法”增大浮力 一块钢板放在水里会下沉，但为什么用钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢？ 如图4.4-14 所示，如果把一块铁块放在水面，它将会沉入水底。如果 将这块铁块铸成碗状，虽然它所受的重力没有改变，但是把它放在水面， 它排开水的体积比块状时大得多，受到水的浮力就较大。当它浸入一定深度时，受到的浮力等于它所受的重力，它就会就漂浮在水面上。 解释：铁块铸成碗状能漂浮 归纳提升： 轮船的漂浮的原理是通过增大排开水的体积来增大浮力。 继续探究：轮船的大小 轮船的大小常用排水量来表示。所谓排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。 继续提问：轮船装上货物后的吃水深度变化？ 思考讨论： 归纳提升：将货物装上船，船的总质量增加了，浮力也增大，船在水中下沉到更低的位置。一艘满载的货船比空载时在水中的吃水要深得多。 思考与讨论 一艘轮船从江河驶入大海，受到的浮力如何变化？排开水的体积如何变化？ 参考：从江河驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的浮力都等于重力，并保持不变。但由于海水的密度要大于江河水的密度，所以，根据阿基米德原理 F浮＝ρ液 g V排液可知，轮船排开水的体积将减少。 探究点2：密度计 在学习密度知识时，我们做过测量盐水密度的实验，但这种间接测量的方法在实际中很不方便。 利用如图所示的浮子式密度计可以直接测出液体的密度。 测量时，让密度计漂浮在液面上。液体的密度不同，密度计排开液体的体积就不同，液面对应密度计的位置也就不同。 根据液面对应密度计上的刻度可以直接读出被测液体的密度。 观察密度计的结构：刻度特点是（1）上面读数小，下面读数大； （2）刻度不均匀，上疏下密。 演示密度的使用： 归纳提升： 原理是漂浮时，F浮=G=ρ液 g V排液；静止时液面所对刻度即为待测液体的密度。 继续思考：如何提高密度计的精确度？ 讨论回答：①上端的玻璃管细，下端玻璃泡大；②底部加入密度大的铅粒，增加配重。 探究点3：潜艇 潜艇是海军的主要舰种之一，它既能在水面航行，又能潜入水下某一深度进行机动作战。你知道潜艇在水中是怎样实现上浮和下沉的吗？ 探索活动 1. 如图4.4 - 16所示，玻璃球的顶部和底部各有一个小孔，顶部小孔通过橡皮管与针筒相连。开始时球内装满水，沉入水下。 2. 将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，观察玻璃球的运动情况。 3. 将针筒的活塞向外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，观察玻璃球的运动情况。 归纳提升：改变玻璃球的自身重力，实现浮沉。潜艇工作原理潜艇是通过改变自身重力来实现浮沉的。 探究点3：航天员在水中做模拟太空行走的训练 空间站环绕地球运行时，内部所产生的效果，像水中的鱼一样，使航天员能够悬浮在太空中。这样的空间环境使得航天员在太空行走时身体变得难以控制，空间知觉也会紊乱。为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法，如图4.4-18所示。 为保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员自身及所携带的装备受到的浮力与总重力相等。 太空中没有重力，环境处于近似真空状态，没有浮力。 科学阅读 悬浮的鱼 鱼可以一动不动地悬浮在水中，直到感兴趣的食物出现，才立刻摆动 尾巴紧跟而上。鱼的脊柱下有一个壁很薄的囊，叫作鱼鳔。鱼鳔中有从其血液里获取的氧气和氮气。鱼通过调整鱼鳔的体积，改变自己的总体积，从而改变所受的浮力。鱼的上浮或下沉也是通过调整自身鱼鳔的体积来实现的。 归纳原理：通过鱼鳔改变自身体积实现浮沉。 探究点4：气球和飞艇 空气中的物体同样会受到空气的浮力。 原理：如果气球中所充入的气体密度比空气小，那么气球受到空气的浮力大于自身所受的重力，气球就会在空中上升。 喜庆节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，一般充有氦气。 热气球内充有被燃烧器加热后的热空 气，由于空气受热膨胀，密度减小。 为了能控制飞行物的飞行状态和使之具有推进的动力，人们制造了飞艇。飞艇有巨大的流线型艇体，艇体的气囊内充入氦气，艇体下面安装了可供人员乘坐和装载货物的吊舱，艇体上还安装了起稳定控制作用的尾面和推进装置。 解释工作原理，理解物体的浮沉条件。将科学知识应用于生活和生产。
板书设计
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