第3节 物体的浮沉条件及应用学案
第一课时 物体的浮沉条件
（学生用卷）
教学目标重难点
【重点】
浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法．
【难点】
综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件.
教学过程
知识点 物体的浮沉条件
【自主学习】
阅读课本P57，完成以下问题：
1．浮力 重力时，物体上浮．
2．浮力 重力时，物体 ，可以悬浮在液体内．
3．浮力 重力时，物体下沉．
【合作探究】
探究一 探究物体的浮沉条件
1．实验设计
我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如图所示的实验来验证．
2．进行实验
实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况
1 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中再松手 小瓶上浮 F浮＞G
2 把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手 小瓶下沉 F浮＜G
3 设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中(也叫做悬浮) 小瓶静止 F浮＝G
3.探究结论
(1)物体在液体中的沉浮取决于物体所受 和 的大小.
(2)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；当F浮＜G时，物体下沉；当F浮＝G时，物体处于悬浮或者漂浮状态.
演示一 上浮和下沉
1．物体下沉的条件是什么？
答：
2．物体上浮的条件是什么？
答：
演示二 物体在水中的三种状态
1．漂浮：物体浮在水面，有一部分露出水面.漂浮条件：
2．悬浮：物体完全浸没在水中，可以停留在水中的任何位置.悬浮条件：
3．下沉：物体沉在水底.下沉条件：
探究二 密度与物体浮沉的关系
1．上浮：由F浮>G可得：ρ液gV排>ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液>ρ物.
2．下沉：由F浮3．悬浮：由F浮＝G可得：F浮＝ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液＝ρ物.
4．漂浮：由F浮＝G可得：ρ液gV排＝ρ物gV物，因为V排ρ物.
5．悬浮与漂浮有何相同点和不同点？
答：
6．将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置．
答：
7．总结：简单地说，浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的 和 的合力的情况．还可以通过改变液体和物体 来改变物体的浮沉状态.
探究三 对于浮沉条件的理解
1．ρ物是物体的密度(平均密度)，而不是构成该物体的物质的密度．
2．由物体的沉浮情况可以判断物体重力与浮力的大小关系及物体密度与液体密度的大小关系，反过来由物体重力与浮力大小关系及物体密度与液体密度的大小关系也可以判断物体的浮沉情况．
3．求解某物体在液体中所受的浮力，首先要明确 ，若漂浮或悬浮则浮力 物体重力；若沉底则浮力应根据阿基米德原理求解．
探究四 根据阿基米德原理和浮沉条件做出的有关推论
1．密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块 .
2．漂浮在水中的冰或含有木块、蜡块等密度小于水的物体的冰，熔化成水后液面 ；若冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰熔化成水后液面 .
3．漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的 .
4．将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力，且力的大小等于 .
例题 如图所示烧杯中盛有水，将一块冰放入水中，冰漂浮在水面，此时水面恰好与杯子口相平．则在冰块熔化的过程中( )
A．将有水从烧杯中溢出
B．水面先下降后上升
C．烧杯中的水面会下降
D．水面始终与杯子口相平
【教师点拨】
1．条件分析法：当影响浮力大小的两个因素都不相同时，不能根据单个影响因素来比较所受浮力的大小，这时可以先由浮沉条件分析出不同情况下的浮力与物体自身重力之间的大小关系，再比较浮力的大小．
2．人们根据物体的浮沉条件，在用盐水选种时，把 的种子清除掉，保留 的饱满种子．
【跟进训练】
1．如图所示，A、B两物体静止在水中，下列说法正确的是( )
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不相等，A物体受到的浮力大
C．两物体的密度不相等，B物体的密度大
D．两物体的重力不相等，B物体的重力大
2．重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10－4 m3的水．则此物体是( )
A．浮在水面上
B．沉到水底
C．悬浮在水中
D．以上几种情况都有可能
3．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力 铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力 铝球受的浮力．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
课堂小结
状态 受力关系 密度关系 合力
漂浮 F浮＝G ρ液>ρ物 为零
下沉 F浮悬浮 F浮＝G ρ液＝ρ物 为零
上浮 F浮>G ρ液>ρ物 竖直向上
练习设计
完成本课对应训练．
第3节 物体的浮沉条件及应用学案
第一课时 物体的浮沉条件
（教师用卷）
教学目标重难点
【重点】
浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法．
【难点】
综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件.
教学过程
知识点 物体的浮沉条件
【自主学习】
阅读课本P57，完成以下问题：
1．浮力大于重力时，物体上浮．
2．浮力等于重力时，物体受力平衡，可以悬浮在液体内．
3．浮力小于重力时，物体下沉．
【合作探究】
探究一 探究物体的浮沉条件
1．实验设计
我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如图所示的实验来验证．
2．进行实验
实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况
1 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中再松手 小瓶上浮 F浮＞G
2 把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手 小瓶下沉 F浮＜G
3 设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中(也叫做悬浮) 小瓶静止 F浮＝G
3.探究结论
(1)物体在液体中的沉浮取决于物体所受浮力和重力的大小.
(2)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；当F浮＜G时，物体下沉；当F浮＝G时，物体处于悬浮或者漂浮状态.
演示一 上浮和下沉
1．物体下沉的条件是什么？
答：F浮＜G物时，物体下沉．
2．物体上浮的条件是什么？
答：F浮＞G物时，物体上浮．
演示二 物体在水中的三种状态
1．漂浮：物体浮在水面，有一部分露出水面.漂浮条件：F浮＝G物.
2．悬浮：物体完全浸没在水中，可以停留在水中的任何位置.悬浮条件：F浮＝G物.
3．下沉：物体沉在水底.下沉条件：F浮＜G物.
探究二 密度与物体浮沉的关系
1．上浮：由F浮>G可得：ρ液gV排>ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液>ρ物.
2．下沉：由F浮3．悬浮：由F浮＝G可得：F浮＝ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液＝ρ物.
4．漂浮：由F浮＝G可得：ρ液gV排＝ρ物gV物，因为V排ρ物.
5．悬浮与漂浮有何相同点和不同点？
答：相同点：都是一种静止的平衡状态，都满足F浮＝G物．不同点：(1)悬浮是指物体全部浸入液体中，这时物体所受的浮力是最大浮力，F浮＝ρ物gV物(V排＝V物)；漂浮指物体部分浸入，此时V排ρ物，悬浮条件是ρ液＝ρ物．(物体为实心)
6．将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置．
答：鸡蛋在水中下沉到杯底，在浓盐水中可以悬浮．
7．总结：简单地说，浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况．还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态.
探究三 对于浮沉条件的理解
1．ρ物是物体的密度(平均密度)，而不是构成该物体的物质的密度．
2．由物体的沉浮情况可以判断物体重力与浮力的大小关系及物体密度与液体密度的大小关系，反过来由物体重力与浮力大小关系及物体密度与液体密度的大小关系也可以判断物体的浮沉情况．
3．求解某物体在液体中所受的浮力，首先要明确物体在液体中所处的状态，若漂浮或悬浮则浮力等于物体重力；若沉底则浮力应根据阿基米德原理求解．
探究四 根据阿基米德原理和浮沉条件做出的有关推论
1．密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块仍都悬浮(或漂浮).
2．漂浮在水中的冰或含有木块、蜡块等密度小于水的物体的冰，熔化成水后液面不变；若冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰熔化成水后液面下降.
3．漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几.
4．将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力，且力的大小等于液体对物体的浮力的增量.
例题 如图所示烧杯中盛有水，将一块冰放入水中，冰漂浮在水面，此时水面恰好与杯子口相平．则在冰块熔化的过程中( D )
A．将有水从烧杯中溢出
B．水面先下降后上升
C．烧杯中的水面会下降
D．水面始终与杯子口相平
解析：由于冰漂浮于水面上，则F浮＝G冰，即ρ水gV排＝G冰…①，又因冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，G水＝G冰，即ρ水gV水＝G冰…②，由①②可得：ρ水gV排＝ρ水gV水，所以，V排＝V水，即冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积．所以，不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降，始终与杯子口相平．
【教师点拨】
1．条件分析法：当影响浮力大小的两个因素都不相同时，不能根据单个影响因素来比较所受浮力的大小，这时可以先由浮沉条件分析出不同情况下的浮力与物体自身重力之间的大小关系，再比较浮力的大小．
2．人们根据物体的浮沉条件，在用盐水选种时，把漂浮的种子清除掉，保留下沉的饱满种子．
【跟进训练】
1．如图所示，A、B两物体静止在水中，下列说法正确的是( C )
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不相等，A物体受到的浮力大
C．两物体的密度不相等，B物体的密度大
D．两物体的重力不相等，B物体的重力大
2．重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10－4 m3的水．则此物体是( B )
A．浮在水面上
B．沉到水底
C．悬浮在水中
D．以上几种情况都有可能
3．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力小于铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力等于铝球受的浮力．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
课堂小结
状态 受力关系 密度关系 合力
漂浮 F浮＝G ρ液>ρ物 为零
下沉 F浮悬浮 F浮＝G ρ液＝ρ物 为零
上浮 F浮>G ρ液>ρ物 竖直向上
练习设计
完成本课对应训练．
第二课时 浮力的应用学案
（学生用卷）
教学目标重难点
【重点】
知道密度计、潜水艇、气象探测气球的原理．
【难点】
能应用浮沉条件解释简单的物理现象.
教学过程
知识点 浮力的应用
【自主学习】
阅读课本P58－59，完成以下问题：
1．轮船的大小通常用 表示．
2．潜水艇能 航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇．
3．如果气球里充的是密度 空气的气体，那么气球可以飘在空中．
【合作探究】
演示一 浮力的应用——轮船
演示二 轮船为什么能浮在水面上
1．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，并能承载重物？
答：
2．轮船就是根据这个道理制造的．请简述轮船能够漂浮在水面上的原理．
答：
3．轮船的大小通常用排水量来表示．排水量是指什么？
答：
4．什么是轮船的载重线？
答：
5．思考：一艘轮船从海里行驶到河里，受到的浮力和船身在水中的体积变化情况是怎样的？
答：
演示三 潜水艇
1．潜水艇如何潜入水中？
答：
2．潜水艇如何浮出水面？
答：
3．总结：潜水艇的工作原理是靠改变 实现上浮和下潜.
演示四 气球和飞艇
1．气球和飞艇能浮在空中的原理是什么？
答：气球和飞艇内部充有密度 空气密度的气体，靠空气浮力升空．
2．气球和飞艇如何下降呢？
答：减小浮力，根据阿基米德原理可知，方法是 排开气体的体积，比如热气球停止加热、飞艇放出一部分气体等．
知识拓展 密度计
1．密度计是一种什么仪器？它有什么特点？
答：密度计度测量液体密度的仪器，它的刻度是 ，上稀下密．
2．密度计的底部配有铅坠，其作用是什么？
答：
3．密度计的工作原理是什么？
答：
4．密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？
答：由F浮＝ρ液gV排可知，V排越大，液体密度ρ液越小．
【教师点拨】
1．轮船从河里驶入海里，受到的浮力大小 ，船身会 .
2．潜水艇在水面下从河里驶入海里，受到的浮力 .
3．生活中另外一些可以利用浮力的知识来解释的现象：腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；煮饺子时，饺子熟了后会浮出水面；吹出的肥皂泡先上升后下降，等等．
【跟进训练】
1．(多选)如图所示，用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是( )
A．密度计漂浮得越高，所受的浮力越大
B．密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等
C．密度计排开液体体积越大，液体密度越大
D．密度计漂浮得越高，液体密度越大
2．潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的，向潜水艇的水舱中充入适当的海水后，潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮，潜水艇受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)．如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮，应该 (选填“增大”或“减小”)潜水艇水舱中水的质量．(ρ海水＞ρ水)
课堂小结
练习设计
完成本课对应训练．
第二课时 浮力的应用学案
（教师用卷）
教学目标重难点
【重点】
知道密度计、潜水艇、气象探测气球的原理．
【难点】
能应用浮沉条件解释简单的物理现象.
教学过程
知识点 浮力的应用
【自主学习】
阅读课本P58－59，完成以下问题：
1．轮船的大小通常用排水量表示．
2．潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇．
3．如果气球里充的是密度小于空气的气体，那么气球可以飘在空中．
【合作探究】
演示一 浮力的应用——轮船
演示二 轮船为什么能浮在水面上
1．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，并能承载重物？
答：把橡皮泥捏成瓢状放在水里，它可以漂浮在水面上，并能承载重物．
2．轮船就是根据这个道理制造的．请简述轮船能够漂浮在水面上的原理．
答：将钢铁制成空心的轮船，可以排开更多的水，轮船就可以漂浮在水面上．
3．轮船的大小通常用排水量来表示．排水量是指什么？
答：排水量是指轮船满载时排开水的质量．
4．什么是轮船的载重线？
答：表示船舶在允许的最大载重情况时水面位置的水平线．
5．思考：一艘轮船从海里行驶到河里，受到的浮力和船身在水中的体积变化情况是怎样的？
答：轮船受到的浮力大小不变．由F浮＝ρ液gV排可知，ρ海水>ρ河水，故船身在水中的体积变大，船身会下沉一些．
演示三 潜水艇
1．潜水艇如何潜入水中？
答：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．
2．潜水艇如何浮出水面？
答：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．
3．总结：潜水艇的工作原理是靠改变自身重力实现上浮和下潜.
演示四 气球和飞艇
1．气球和飞艇能浮在空中的原理是什么？
答：气球和飞艇内部充有密度小于空气密度的气体，靠空气浮力升空．
2．气球和飞艇如何下降呢？
答：减小浮力，根据阿基米德原理可知，方法是减小排开气体的体积，比如热气球停止加热、飞艇放出一部分气体等．
知识拓展 密度计
1．密度计是一种什么仪器？它有什么特点？
答：密度计度测量液体密度的仪器，它的刻度是上小下大，上稀下密．
2．密度计的底部配有铅坠，其作用是什么？
答：使密度计能够直立在液体中．
3．密度计的工作原理是什么？
答：物体漂浮在液面上的条件F浮＝G.同一支密度计漂浮在不同的液面上时，其受到的浮力大小是相等的，都等于其重力大小．
4．密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？
答：由F浮＝ρ液gV排可知，V排越大，液体密度ρ液越小．
【教师点拨】
1．轮船从河里驶入海里，受到的浮力大小不变，船身会向上浮起一些.
2．潜水艇在水面下从河里驶入海里，受到的浮力变大.
3．生活中另外一些可以利用浮力的知识来解释的现象：腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；煮饺子时，饺子熟了后会浮出水面；吹出的肥皂泡先上升后下降，等等．
【跟进训练】
1．(多选)如图所示，用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是( BD )
A．密度计漂浮得越高，所受的浮力越大
B．密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等
C．密度计排开液体体积越大，液体密度越大
D．密度计漂浮得越高，液体密度越大
2．潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的，向潜水艇的水舱中充入适当的海水后，潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮，潜水艇受到的浮力变大(选填“变大”“变小”或“不变”)．如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮，应该减小(选填“增大”或“减小”)潜水艇水舱中水的质量．(ρ海水＞ρ水)
课堂小结
练习设计
完成本课对应训练．
