10.3物体的浮沉条件及应用-课件--（新教材）人教版八年级物理下册（43页PPT）

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人教版物理8年级下册培优备课课件（精做课件）10.3物体的浮沉条件及应用第十章浮力授课教师：Home .班级：八年级（*）班.时间：.煮熟的汤圆
刚放入水中的汤圆
每年元宵节，各家各户都会煮汤圆，汤圆刚放入水中的时候都沉在底部，但是汤圆煮熟之后都会漂起来，这是什么原因造成的 沉在水底的汤圆和漂在水面的汤圆都会受到浮力的作用，浮力的大小改变了吗
课堂导入
浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，但是有的物体上浮，有的物体下沉，有的物体还会悬浮在液体中。这是为什么
视频
要分析物体受到的合力情况
新知探究
知识点1 物体的浮沉条件
一、物体的浮沉条件
G
F浮
G
F浮
v
v
甲 上浮
乙 悬浮
丙 下沉
1.上浮：F浮＞G
2.悬浮：F浮＝G
3.下沉：F浮＜G
漂浮：F浮＝G
G
沉底：F浮＋F支＝G
F浮= G排= ρ液V排g
G = m物g = ρ物V物g
ρ物＜ρ液
ρ物＝ρ液
ρ物＞ρ液
F合向上
F合为零
F合向下
F浮
新知探究
知识点1 物体的浮沉条件
视频
饱满
不饱满
盐水选种
上浮→漂浮
下沉→沉底
不饱满种子：ρ种＜ρ盐水
饱满种子：ρ种＞ρ盐水
新知探究
知识点1 物体的浮沉条件
如图所示，将新鲜的鸡蛋分别浸没在盛有水和盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。
想想做做
水
盐水
知识梳理
物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小，即它们的合力。
通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态。
当F浮＞G 时， 物体上浮，最终会漂浮；
当F浮＜G 时， 物体下沉，最终沉底；
当F浮＝G 时， 物体处于悬浮或者漂浮状态。
悬浮与漂浮的区别与联系
异同点 悬浮 漂浮
不同点 在液体中的位置 静止在液体内部任何位置 静止在液体
表面
体积关系 V排=V物 V排＜V物
密度关系 ρ物＝ρ液 ρ物＜ρ液
相同点 F浮=G 知识梳理
知识梳理
计算浮力的四种方法
方法 称重法 压力差法 公式法 平衡法
图示
公式
F拉
F浮
G
F浮＝G－F拉
F浮= F2－F1
F浮= G排= m排g
=ρ液gV排
F浮
G
F浮= G
1. 将一小石块浸没在水中，放手后小石块沉入水底。在小石块下沉过程中，下列分析正确的是(　　)
A. 下沉过程中浮力变大
B. 下沉过程中浮力变小
C. 沉底后小石块不受浮力
D. 下沉过程中浮力小于重力
D
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2. [2025无锡月考] 将一重为80 N的物体，放入一盛满水的溢水杯中，静止后从溢水杯中溢出了30 N的水，则该物体在水中静止时状态及浮力大小是(　　)
A. 漂浮；F浮＝30 N B. 悬浮；F浮＝80 N
C. 沉底；F浮＝30 N D. 漂浮；F浮＝50 N
C
【点方法】当F浮＞G时，物体上浮，上浮的结果是漂浮；当F浮＜G时，物体下沉，下沉的结果是沉底；当F浮＝G时，物体处于悬浮或者漂浮状态。
返回
典型例题
解析：（1）将物体浸没在水中，V排=V物=100 cm3=1×10-4 m3，
F浮 = ρ水V排 g = 1.0×103 kg/m3×1×10-4 m3×10 N/kg =1 N；
（2）G = mg = 0.09 kg×10 N/kg = 0.9 N，
因为F浮＞G，所以松手后物体将上浮；
（3）物体静止时，处于漂浮状态，受到的浮力F浮′=G=0.9 N，
排开水的重力：G排′=F浮′=0.9 N，
排开水的质量：
m排 = = = 0.09 kg = 90 g
G排′
g
0.9 N
10 N/kg
例1、一物块的质量为90 g，体积为100 cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为___N，松手后，物体将会____（上浮/下沉/悬浮），最终静止时物体排开水的质量______g。
（g=10 N/kg，ρ水=1.0 g/cm3）
1
上浮
90
新知探究
知识点2 浮力的应用
人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式。后来人们就发明了船。它能承载更多的人和物。
新知探究
知识点2 浮力的应用
据《明史·郑和传》记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约为147m，是当时世界上最大的木船。
新知探究
知识点2 浮力的应用
橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉。根据阿基米德原理，怎样把橡皮泥做成一条小船，使它能漂浮在水面上，并能承载重物。
想想做做
捏成瓢状，橡皮泥排开的水的体积变大，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。
轮船就是根据这个道理制造的。
新知探究
知识点2 浮力的应用
轮船
轮船的大小通常用排水量来表示。
辽宁舰的排水量约为6万吨，表示辽宁舰满载时，舰载机和舰身的质量之和约为6万吨。
排水量就是轮船装满货物时排开水的质量：m排=m船+m货。
吃水线
漂浮：F浮 ＝G
例2、排水量为1000 t 的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物的重力为多少 所受河水的浮力是多少
如果河水的密度为1.0×103 kg/m3，船排开河水的体积是多少 g取10 N/kg。
（1）m总=m排=1000 t=1×106 kg，
G总=m总g=1×106 kg×10 N/kg=1×107 N
典型例题
解：
（2）轮船漂浮，F浮=G总=1×107 N
V排= = = 1×103 m3
m排
ρ水
1×106 kg
1.0×103 kg/m3
（3）轮船排开河水体积：
练习巩固
练习1.一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小_____，浮力大小_____，排开水的体积_____（均选填“变大”“变小”或“不变”），船身_____一些。
不变
不变
变大
下沉
解析：
轮船浮在海面和河面上，F浮海 = G ，F浮河= G 。
∵ 轮船G 不变，∴ F浮不变，即： F浮海 = F浮河
　 由阿基米德原理有： ρ海水 g V排海= ρ河水 g V排河，
　 而∵ ρ海水> ρ河水 ， ∴ V排海 ＜V排河
新知探究
知识点2 浮力的应用
潜水艇
潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮。
靠改变自身重力实现浮沉
新知探究
知识点2 浮力的应用
气球和飞艇
视频
充入或排出密度较小的气体来实现升降
练习巩固
练习2.一个飞艇充入气体后的质量是1.5 t，体积为1500 m3。当飞艇悬浮在空中时，它装了多少货物
空气的密度取1.29 kg/m3。g取10 N/kg。
解析： 由阿基米德原理知飞艇受到的浮力：
F浮=ρ空气 g V排
= 1.29 kg/m3 ×10 N/kg×1500 m3=1.935×104 N
　 飞艇悬浮有：F浮= G艇+G货，
而G艇=mg=1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×104 N　
∴ G货= F浮－G艇=1.935×104 N－1.5×104 N=4.35×103 N
新知探究
知识点2 浮力的应用
密度计
视频
漂浮 F浮 ＝G
测量时可以根据液面所处的位置直接读出液体的密度值
3. [2025济宁一模] 在对物体的浮沉条件的实验探究过程中，小荣小组把如图甲、乙、丙、丁四个不同材质的实心正方体分别放入适量水的烧杯中。已知四个物体皆不吸水也不溶于水，ρ水＝1 g/cm3。根据质量、
体积图像判断，静止平衡后，
哪个物体可以漂浮(　　)
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
A
【点拨】
将物体放入水中，根据密度大小与浮沉的关系知，当ρ物＜ρ水时，物体漂浮；当ρ物＝ρ水时，物体悬浮；当ρ物＞ρ水时，物体沉底。根据质量、体积图像信息及密度公式可得，
由此可知，甲漂浮，乙悬浮，丙沉底，丁沉底；故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
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4. 泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而________；茶叶充分吸水后由于其密度________水的密度而下沉。
上浮
大于
【点拨】
茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，根据F浮＝ρ液V排g可知，浮力增大，由于浮力大于重力，所以茶叶上浮。过一段时间后，由于茶叶吸收了水分，茶叶的平均密度大于水的密度，所以将会下沉到杯底。
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5. 把一个苹果放入水中，苹果悬浮。从水中取出苹果，切成一大、一小两块，如图所示。将小块苹果放入水中，发现小块苹果沉入水底，据此现象可以推断：若将大块苹果浸没入水中，松手后大块苹果将会_______
(填“上浮” “下沉”或“悬浮”)。你推断的理由是__________________________________________________________________________________________________。
上浮
因为G小＋G大＝G，F浮＝F小＋F大，G＝F浮，小块苹果沉入水底，G小>F小，则G大＜F大，故大块苹果将上浮
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6. 水平桌面上的烧杯装有某种液体，把两个实心小球A和B放入杯中，静止时如图所示，已知两个小球排开液体的质量相同，下列说法正确的是(　　)
A. 小球B受到的浮力比重力大
B. 小球A受到的浮力比小球B受到的浮力大
C. 小球A的质量大于小球B的质量
D. 小球A的密度大于小球B的密度
D
【点拨】小球A和B一个悬浮，一个漂浮，浮力均等于自身重力，故A错误；小球A和B排开液体的质量相同，根据阿基米德原理F浮＝G排可知，小球A和B受到的浮力相等，故B错误；小球A和B受到的浮力均相等且等于重力，所以两球重力相等，则两球质量相等，故C错误；小球A悬浮，则小球A的密度等于液体的密度，小球B漂浮，则小球B的密度小于液体的密度，所以小球A的密度大于小球B的密度，故D正确。故选D。
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7. 医学检测病毒过程中，医生在三支相同试管中分别盛放密度不同的硫酸铜溶液，在每支试管内滴入一滴体积相同的同一感染者的血液，一段时间后出现了如图所示的现象，
下列分析正确的是(　　)
A. 试管中硫酸铜溶液的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙
B. 血液所受的浮力大小关系为F甲＝F乙>F丙
C. 硫酸铜溶液对试管底部的压强大小关系为p甲＝p乙>p丙
D. 试管底部对支架的压力大小关系为F压甲＝F压乙＝F压丙
B
【点拨】血液滴在乙中悬浮，故感染者血液的密度与ρ乙相同，血液滴在甲中漂浮，甲中硫酸铜溶液的密度大于血液的密度，血液滴在丙中下沉，丙中硫酸铜溶液的密度小于血液的密度，故ρ甲＞ρ乙＞ρ丙，又由图知，液面相平，由p＝ρgh可得，p甲＞p乙＞p丙，故AC错误；同一感染者一滴体积相同的血液的重力相同，甲中血液漂浮，浮力等于重力，乙中血液悬浮，浮力等于重力，丙中血液沉底，浮力小于重力，所以F甲＝F乙＞F丙，故B正确；
由于ρ甲＞ρ乙＞ρ丙及三支相同试管中硫酸铜溶液体积关系为V甲>V乙＝V丙，则m甲＞m乙＞m丙，重力关系G甲＞G乙＞G丙，又知每支试管内滴入一滴体积相同的同一感染者的血液，由此可知，试管底部对支架的压力大小关系为F压甲＞F压乙＞F压丙，故D错误。故选B。
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8. [多选] 如图所示，两个完全相同的容器，底部用细管连接，并安装上开关。现分别往左右两边注入不同的液体，然后将两个外形完全相同的物块A和B同时放入液体中，静止时A、B悬浮在同一水平面处。液面在图中位置时，打开开关，液体不发生流动，下列说法正确的是(　　)
A. 比较A、B的密度，ρA＞ρB
B. 比较A、B受到的浮力，FA浮>FB浮
C. 比较A、B下表面受到的压力，FA压>FB压
D. 取出A、B，打开开关，液体向右流动
AB
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9. [2025余姚期末] 如图，气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总，则气球受到的浮力F浮_______(填“>”“＝”或“<”)G总；若水温升高，石块将________(填“上浮”“下沉”或“保持悬浮” )。
<
上浮
【点拨】石块和气球悬浮在水中，F浮总＝G总，F浮总＝ρ液V排g，V排是石块和气球的总体积，气球的体积小于总体积，因此气球受到的浮力F浮返回
10. 如图所示，置于水平地面上的方形容器A，其顶部有一与空气相通的小孔C，底部与“L”形的导管D相通，在容器内部放有一木块B。现通过导管D缓慢向容器内注水，直到注满为止，该注水过程中B受到的浮力大小变化情况是(已知木块的密度小于水的密度)(　　)
A. 一直变大 B. 先变大，后不变
C. 先变大，后变小，再不变
D. 先变大，后不变，再变大
D
【点拨】刚向容器内注水时，由于木块排开的水的体积变大，根据F浮＝ρ液V排g可知，浮力变大；当木块B对容器A底面压力刚好为0时，木块恰好处于漂浮状态，此时再向容器内注水，木块B则会随水面的升高而升高，所以受到的浮力不变；当木块B的上表面与容器A的顶部接触时，再向容器内注水，木块B由于不能再上升，则木块浸入水中的体积变大，即排开水的体积变大，所以受到的浮力变大，直到注满为止，木块浸没，此时受到的浮力最大。故选D。
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11. 一根毛竹漂浮在水面上，毛竹的体积为0. 3 m3，受到的重力为2 100 N。(g取10 N/kg，ρ水＝1. 0×103 kg/m3)
(1)求毛竹受到的浮力。
【解】毛竹漂浮时，受到的浮力等于自身的重力，即F浮＝G＝2 100 N。
(2)求毛竹排开水的体积。
(3)独竹漂艺人能凭借一根毛竹在水上表演节目和水上漂流，如图所示。若艺人与手中平衡杆的总重为700 N，通过计算说明艺人能否利用这根毛竹实现水上漂流。
【解】当毛竹刚好浸没受到的浮力F浮′＝ρ水V排′g＝1. 0× 103 kg/m3×0. 3 m3×10 N/kg＝3 000 N，平衡杆和艺人与毛竹的总重力G总＝2 100 N＋700 N＝2 800 N＜3 000 N，所以艺人能利用这根毛竹实现水上漂流。
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物体的
浮沉条件及应用
物体的
浮沉条件
课堂小结
上浮：F浮＞G物，ρ液＞ρ物
应用
轮船（漂浮）、潜水艇（改变自身重力来浮沉）、气球和飞艇（充入密度小的气体升空）、密度计（漂浮）
悬浮：F浮＝G物，ρ液＝ρ物
下沉：F浮＜G物，ρ液＜ρ物
漂浮：F浮＝G物
沉底：F浮＝G物－F支