人教版八年级物理 下册 第十章 10.3 物体的沉浮条件及其应用 课件（共48张PPT）

(共48张PPT)
温故知新
1.阿基米德原理的内容是什么？
2.阿基米德原理的公式是怎样的？
3.分别说出阿基米德原理公式中各字母的单位。
三国时期有“曹冲称象”——以舟称物
僧人怀丙曾“打捞铁牛”……
你知道这些都是应用什么原理吗？
导入新课
10.3
物体的沉浮条件及其应用
人教版八年级物理
下册
学
习
目
标
导
航
学习目标
学习重点
1.理解物体的浮沉条件，并能运用其解决实际问题．
2．知道轮船、气球、汽艇、潜水艇的浮沉原理
物体的浮沉条件及其应用．
知识链接：力的作用效果、阿基米德原理
课
前
自
主
预
习
我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如下图的实验来验证。
探究物体的浮沉条件
目标导学一：物体的浮沉条件
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
2
把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手
3
设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中
（也叫悬浮）
小瓶上浮
小瓶下沉
小瓶静止
F浮
＞G
F浮
＜
G
F浮
＝
G
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。
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
结论
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
漂浮
水面
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
两个过程：
F浮＜
G物
物体下沉
F浮＞G物
物体上浮
三个状态：
F浮=G物
物体漂浮
F浮=
G物
物体悬浮
F浮＜G物
物体下沉到水底
G物
F浮
水面
F浮
G物
G物
F浮
漂浮
悬浮
下沉到水底
悬浮和漂浮的相同点和区别：
相同点：
都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：
F浮
=G
F浮
G
F浮
G
悬浮
漂浮
不同点：
（1）悬浮时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定全部浸没在液体中；而漂浮，物体是静止在液面上，它必定在一部分露在液面之上。
（2）悬浮时，物体浸没在液体中，所以V排
=V物，而漂浮时，物体只有一部分浸入液体中，所以V排〈V物。
V排
=V物
V排
悬浮
漂浮
例：
设液体的密度为ρ液，物体的密度为
ρ物，物体的体积为V物。
因为物体浸没，所以：V排
=
V物
F浮
G
F浮
=ρ液
g
V排
G
=ρ物
g
V物
当ρ液
>
ρ物，
F浮
>
G
上浮
当ρ液
<
ρ物，
F浮
<
G
下沉
当ρ液
=
ρ物，
F浮
=
G
悬浮
密度与实心物体运动状态（浮沉）的关系
两力关系
密度关系
运动状态
ρ物
ρ液
ρ物
ρ液
ρ物
ρ液
上升直至漂浮
下沉至容器底部
悬浮
F浮
=
ρ液
V排
g
G
=ρ物
V
g
G
>
F浮
G
<
F浮
G
=F浮
V排
=
V
<
>
=
浮沉条件
漂浮
F浮=G
V排∴ρ液>ρ物
悬浮
F浮=G
V排=V物
∴ρ液=ρ物
上浮
F浮>G
V排=V物
∴ρ液>ρ物
下沉
F浮V排=V物
∴ρ液<ρ物
简单的说，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。
物体密度与液体密度间的关系
物体密度与液体密度间的关系
F浮＞
G
上浮：
ρ液＞
ρ物
F浮=
G
悬浮：
ρ液
=
ρ物
F浮＜
G
下沉：
ρ液＜
ρ物
浮力：F浮＝
ρ液gV排
；
重力：G
＝
ρ物g
V物；
V排
=
V物
研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。
漂浮：
ρ液＞ρ物
根据浮沉条件进行比较
状
态
上
浮
下
沉
悬
浮
漂
浮
物体受力分析
浮沉条件
浮力和重力
比较
液体密度和物体密度比较
特
点
说
明
F浮
＞G物
F浮
＜G物
F浮
=G物
F浮
=G物
F浮
G物
G物
F浮
F浮
G物
分析运动状态变化的过程
分析平衡状态
F浮
G物
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
ρ液=ρ物
ρ液＞ρ物
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
正确理解物体的浮沉条件
(1)物体的浮沉取决于物体受到的浮力和重力的相对大小关系,单独考虑重力或浮力无法判断物体的浮沉。
(2)物体在上浮、下沉的过程中受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部;上浮的结果是漂浮在液面上。
【例题】
一个李子的体积约为60
cm3,质量约为66
g,若把李子放入水中静止时将　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。一个西瓜的体积为6×103
cm3,所受重力为55
N,若把西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为　　　　
N。(g取10
N/kg)?
解析(1)李子的重力G=mg=0.066
kg×10
N/kg=0.66
N;
李子全部浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=103
kg/m3×10
N/kg×
60×10-6
m3=0.6
N。因为F浮(2)将西瓜浸没在水中时,V排'=V物'=6×103
cm3=6×10-3
m3,
西瓜受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×6×10-3
m3=60
N,西瓜所受重力为55
N,因F浮'>G',所以,西瓜将上浮,最终处于漂浮状态,漂浮受到的浮力F浮″=G'=55
N。
答案沉底　55
思考
改变物体浮沉的方法有哪些？
改变自身的重力大小。
改变自身的体积大小或改变液体密度大小从而改变浮力大小。
　　早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木舟发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。
芦湖独木舟
目标导学二：浮力的应用
浮桥
我国古代对浮力的应用
周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。
我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。
三国时期有“曹冲称象”。
　　除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。
用橡皮泥做成能承载重物的小船，使它漂浮在水面上。
想想做做
（1）工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
（2）排水量（m排）：
轮船满载时排开水的质量：
F浮=
m排g
而
F浮=G
∴
m船+m货=
m排
（3）载重线
轮
船
轮船总是漂浮在水面上，
一艘轮船从河里驶向大海，它受到的重力大小
（变大、变小、不变）；它受到的浮力
大小
（变大、变小、不变）；它排开水的体积
（变大、变小、不变）；轮船是下沉些还是上浮些？
河水
海水
不变
不变
变小
潜水艇
可上九天揽月
可下五洋捉鳖
人类探求大海的奥秘
潜水艇是中空的，它可以漂浮在水面上，需要下沉时，就向水箱中____，增加潜艇受到的____；需要上浮时，就把水箱中的水____，减小潜艇受到的____。
排出水，潜艇受到的重力减小，潜艇____
注入水，潜艇受到的重力增大，潜艇____
注水
重力
排出
重力
上浮
下沉
1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变__________来实现的。
2.潜水艇自重的改变取决于_________
_______的多少。
潜水艇
自身的重力
水或放水
水舱内充
潜水艇工作原理总结：
工作原理：靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
气球和飞艇
工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。
密度计
刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。
读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度
用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。
　　１、密度计是测液体密度的仪器，它是根据物体漂浮在液面时F浮___G物（填＝、<、>）的原理制成的。
　　２、使用密度计时必须使其____，才能正确测出液体的密度。
　　３、密度计在各种不同的液体中所受浮力是____(相同、不同)的，在密度___（大、小）的液体中露出液面的体积较大，故密度计的刻度是上___下___（大、小）。　
＝
漂浮
相同
大
大
小
把下端缠有一些铁丝的细木棍放在液体A中露出液面的长度是5cm，放在液体B中露出液面的长度4cm，放在液体C中露出液面的长度是6cm，则液体
的密度最大。
B
c
A
C
盐水选种
汤圆刚放入水中时，会沉入锅底
汤圆煮熟时，则会浮出水面。
物体沉浮条件应用
这既不是一个古老的传说，也不是一个科学的幻想，而是当今世界一种真实的自然现象。
???
在亚洲西部，离地中海不远的地方，有一个内陆湖，名字就叫“死海”。这个湖里没有鱼，也没有虾，更谈不上蟹了。湖水是又苦又咸，所以人们给它起了“死海”这样一个名字。死海的水里含盐量大得惊人:每100斤海水含盐就有20斤以上！人在“死海”里非但不会淹死，还可以躺在水面上自由自在地看书。这是什么原因呢？
思维升华
躺在“死海”里看书
在咸水池中，人能悠闲自得地躺在水面上看书，
这是因为水里含盐多，密度大，人的身体只要有一大半没在水面下，所得到的浮力就足以托起全身的重量了。因此，这位游客就可以躺在“死海”里自由自在地看书了！
物体的浮沉条件
浮力的应用
浮力问题解析
轮船
潜水艇
气球和飞艇
课堂小结
1.质量都是1
kg的青椒和西红柿，漂浮在同一盆水中，它们所受浮力的大小关系是(
)
A．青椒受到的浮力大
B．青椒和西红柿受到的浮力相等
C．西红柿受到的浮力大
D．条件不足，无法比较
检测目标
B
2.在一个装满水的容器中，放入一个质量为20
g的物体，从容器中溢出15
g的水，则该物体在水中的浮沉情况是(
)
A．下沉
B．上浮
C．漂浮
D．悬浮
A
检测目标
3.将一块均匀的实心物体放入盛水的烧杯中，物体静止时如图所示。若将该物体分成大小不同的两块，仍然放在盛水的烧杯中，则(
)
A．大块沉入杯底，小块漂在水面上
B．大块、小块都沉入杯底
C．大块、小块都漂在水面上
D．大块、小块都悬浮在水中
D
检测目标
4.在远洋轮船的船舷上都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示，其中标有“W”的是北大西洋载重线，标有“S”的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋的海水密度ρ1与印度洋的海水密度ρ2的关系是(
)
A．浮力增大，ρ1＝ρ2
B．浮力减小，ρ1＝ρ2
C．浮力不变，ρ1>ρ2
D．浮力不变，ρ1<ρ2
C
检测目标
5.有一枚鸡蛋漂浮在水面上，若在水中加一些食盐，静止时，它受到的浮力将(
)
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
C
检测目标
课堂总结
同学们，本节课你收获了什么？
课后作业
1.整理本节知识点
2.选做题：
同步检测题