2020-2021学年沪科版全一册 八年级物理第九章 第三节 物体的浮与沉 课件（共71张PPT）

第九章 浮力
第3节 物体的浮与沉
沪科版物理八年级全一册
1．知道物体的浮沉条件，知道密度计、潜水艇、汽球、轮船的工作原理。
2．观察物体的浮沉现象，学会由现象分析其本质，之后总结规律。
3．了解物理知识在生产、生活和社会中的应用，学会用沉与浮的知识解决与浮力有关的知识。
学习目标
像“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上？
导入新知
撞上冰山后， “泰坦尼克”号为什么会沉没？
1
知识点
物体的浮沉条件
在水里，许多东西能浮在水面，比如乒乓球、木块，
石蜡等；也有许多东西沉到水底，比如石头、硬币、
橡皮等；那么物体的浮沉取决于什么呢？
合作探究
思考：受到浮力相同的物体有些能浮在水面，有些却
沉入水底，这是为什么?
结论：物体的浮沉与物体的重力的大小有关。
思考：为什么重力相同的物体有些浮在水面，有些却
沉入水底?
结论：物体的浮沉还与物体受到的浮力的大小有关；
排开的体积越大，所受到的浮力越大。
实验告诉我们，物体浸没在液体中时，究竟是浮还是
沉，是由该物体在液体中所受浮力和重力之间的大小
关系决定的。
当F浮＝G时, 即二力平衡，此时物体将静止在液体
中任意深度的位置称为悬浮。
悬浮
F浮
G
前提：物体完全浸没 即V排=V物
下沉
前提：物体完全浸没 即V排=V物
当F浮＜G时，合力方向竖直下，物体在液体中向下
运动称为下沉。
G
F浮
前提：物体完全浸没 即V排=V物
上浮
G
F浮
当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体在液体中向
上运动称为上浮。
F浮
G
漂浮
物体上浮过程中开始浮出水面这时F浮逐渐减少，
到F浮=G时，物体静止在液面上称为漂浮。
此时 V排 < V物
思考：漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？
共同点：
1. 在平衡力的作用都处于静止状态(其中悬浮是静止在
液面以下的任何位置；漂浮是静止在液面上的任何
位置)。
2. 物体处于悬浮和漂浮时，浮力等于重力。
不同点：
漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整物体浸没在
液体中。
物体的浮沉条件
前提：浸没在液体中的物体
　　当F浮＝G时，即二力平衡此时物体将悬浮。
当F浮＜G时，合力方向竖直向下，物体就下沉。
　　当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体就上浮。
物体漂浮时，F浮＝G， 且V排 < V物
你知道吗？
当ρ液<ρ物时，必有F浮当ρ液=ρ物时，必有F浮=G物，物体可以悬浮在液体中。
当ρ液>ρ物时，必有F浮>G物，物体在液体中上浮。最终
悬浮。
知识拓展：
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
【例1】
A
【导引】
在水中处于漂浮状态，说明玩具青蛙在水中受到的浮
力等于它自身的重，即F浮水＝G；放入另一种液体中时
处于下沉状态，则此时的浮力小于玩具青蛙的重，即
F浮＜G。因此，F浮水＞F浮。
本题用到条件分析法，即应用物体的浮沉条件来比较
不同物体受到浮力的大小。当影响浮力大小的两个因
素都不相同时，不能依据影响因素来比较物体在不同
情况下所受浮力的大小。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。
新知小结
1
小晴在清洗苹果和梨子时，发现苹果漂浮在水面，而梨子却沉到水底，对此，她作出了如下推断，其中正确的是(　　)
A．梨子所受的浮力比重力大
B．梨子所受的浮力比重力小
C．苹果所受的浮力小于重力
D．苹果所受的浮力大于重力
B
巩固新知
2
【中考·曲靖】油漂浮在静止的水面上，说明油的密度 ________(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度，一实心物体刚好能悬浮在水中，将此物体放入足够多的油中时，物体将________(填“漂浮”“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
小于
下沉
2
知识点
浮力的应用
航空母舰
长风破浪
合作探究
潜水艇
热气球
密度计
1. 轮船
(1)工作原理：轮船是利用物体_______在水面的原理工作的。
(2)利用把密度比水大的钢材制成_______的使它排开更多的水，增大可利用的________。
(3)轮船在河里和海里都处于漂浮状态，因而所受浮力________，根据阿基米德原理，它在海水里比在河水里浸入的体积_______。
漂浮
空心
浮力
相等
小
船总是漂浮在水面上，一艘船从河里驶向大海，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)；都_____(大于、等于、小于)船受到的重力；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
等于
上浮一些
潜水艇
水中蛟龙
潜水艇沉入水中
潜水艇浮出水面
潜水艇(改变自重，体积不变)
1. 潜水艇的上浮、下沉和悬浮，靠改变自身的重力来
实现(但它的体积不发生改变)
2. 潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的
多少。
热气球
气袋
吊篮
喷嘴
喷嘴点火加热,袋内空气受热膨胀,排开气体的体积增大，浮力增大,浮力大于重力时,气球上升。
小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B．铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C．乙杯液体的密度较大
D．甲杯液体的密度较大
【例2】
C
【导引】
用密度计测量不同液体的密度，密度计处于漂浮状
态，密度计受到的浮力总等于密度计的重，浮力大
小不变。测量时，密度计若浸入越深，表明该液体
的密度越小。
有些同学往往认为用密度计测量液体密度时，密度计
浸入待测液体中的深度越小，则在这种液体中受到的
浮力越大，其原因是不理解密度计的制作原理。
新知小结
1
【中考·张家界】一艘轮船从长江驶入大海，下列分析正确的是(　　)
A．浮力变小，船体上浮一些
B．浮力变大，船体下沉一些
C．浮力不变，船体下沉一些
D．浮力不变，船体上浮一些
D
巩固新知
2
【中考·聊城】如图所示，潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为
F浮______G(填“＞”“＜”或“＝”)。当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
＝
上浮
1
知识小结
浮沉条件
归纳新知
1. 物体的浮沉条件：
浮沉状况
比较F浮与G物
比较ρ物与ρ液
漂浮
F浮＝G物
ρ物＜ρ液
上浮
F浮＞G物
ρ物＜ρ液
悬浮
F浮＝G物
ρ物＝ρ液
下沉
F浮＜G物
ρ物＞ρ液
2. 辨析漂浮与悬浮：
比较
悬浮
漂浮
不同点
物体静止在液体内部
物体静止在液体表面
V排＝V物
V排ρ液＝ρ物
ρ液>ρ物
相同点
物体都处于平衡状态，F浮＝G物
把重5 N、体积为6×10－4 m3的物体投入水中，若不计水的阻力，g取10 N/kg，当物体静止时，下列说法正确的是(　　)
A．物体上浮，F浮＝6 N
B．物体悬浮，F浮＝5 N
C．物体漂浮，F浮＝5 N
D．物体沉在水底，F浮＝6 N
2
易错小结
C
易错点：没弄清浮沉状态，直接求浮力
一个小球，在水中能漂浮。如果把它放入酒精中，小球( )
A.一定会下沉 B.定会悬浮
C. 一定会漂浮 D.条件不足，无法判断沉浮
1
D
课堂练习
如图所示，三个完全相同的玻璃缸装满了水，其中(a)只有水，(b)水中漂浮着一只小鸭子，(c)水中漂浮着一只大鸭子。若把三个缸放到台秤上称量，可知它们的质量( )
A. (a)最大 B. (b)最大 C. (c)最大 D.一样大
2
D
据报道，我国首艘航空母舰已成功完成首次试航。航空母舰是舰载机的母舰。当航空母舰上的舰载机飞离航空母舰后，航空母舰所受的浮力将如何变化？
3
解：航空母舰漂浮在水面上，因此它所受浮力等于其重力。当舰载机飞离航母时，航母的总重力减小，因此航母所受的浮力减小。
将浸没在水中的鸡蛋释放，鸡蛋下沉，下列说法中正确的是(　　)
A．鸡蛋受到的浮力方向始终竖直向上
B．在水中越深，鸡蛋受到的浮力越大
C．下沉的鸡蛋不受浮力作用
D．鸡蛋受到的浮力大于重力
4
A
【中考·娄底】 2015年6月1日，由南京驶往重庆的“东方之星” 旅游客轮突遇龙卷风发生翻沉。经过多方营救，截至6月3日，已有14人获救。其中，张辉依靠救生圈在湍急的江水中漂流了10多个小时，终于在岳阳获救。张辉在江水中漂流时，他与救生圈的总重力________(填“大于”“等于”或“小于”)所受总浮力。
5
等于
【中考·益阳】体积均为200 cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示，已知木块重为1.8 N，合金块重为6 N，则木块受到的浮力为______N，合金块受到的浮力为________N。(g取10 N/kg)
6
1.8
2
如图所示，我国自行研制的飞艇悬浮在北京奥运会赛场上空，成为北京奥运会的一道亮丽的风景。图中飞艇自重1.2×104 N，所携设备重8 000 N，则其受到空气的浮力为________ N。
7
2×104
【中考·广东】如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量液体密度时，该密度计________(填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中，可以判断：ρ1______ρ2。若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2，则m1________m2。(后两空均填“<”“＝”或“>”)
8
漂浮
＜
＝
1．【中考·常德】将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是(　　)
A．鸡蛋在水中受到的浮力大
B．鸡蛋在水和浓盐水中受到的
浮力一样大
C．鸡蛋的密度大于水的密度
D．鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
课后练习
【点拨】由图可知鸡蛋在水中沉底，则浮力小于鸡蛋的重力，鸡蛋的密度大于水的密度；鸡蛋在浓盐水中悬浮，则浮力等于鸡蛋的重力，鸡蛋的密度等于浓盐水的密度，且同一个鸡蛋的重力、密度不变，所以鸡蛋在浓盐水中受到的浮力大，故A、B、D错误，C正确。
【答案】C
2．如图所示，将苹果放在水中，静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉，余下部分重新放入水中，则余下苹果将(　　)
A．漂浮　
B．悬浮
C．下沉　　
D．无法确定
【点拨】苹果处于漂浮状态，ρ苹果＜ρ水，若将苹果露出水面的部分切掉，苹果密度不变，仍小于水的密度，所以余下苹果将处于漂浮状态。
【答案】A
3．【中考·临沂】将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中，小球静止时两烧杯液面相平，如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．两小球所受浮力大小相等
B．乙烧杯中液体的密度大
C．乙烧杯中小球排开的液体质量大
D．甲烧杯底部受到液体的压强小
【点拨】在甲烧杯中，小球漂浮，F浮＝G球，ρ球＜ρ甲液；在乙烧杯中，小球悬浮，F浮＝G球，ρ球＝ρ乙液，所以ρ甲液＞ρ乙液，且两小球受到的浮力相等，即小球排开液体的重力相等，则两小球排开液体的质量相等；由于两杯中液面相平，ρ甲液＞ρ乙液，所以根据p＝ρ液gh可知，烧杯底受到液体的压强：p甲液＞p乙液。
【答案】A
4．【中考·齐齐哈尔】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________(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。
沉底
55
5．【中考·枣庄改编】在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计，将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态，如图所示，若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别为F甲、F乙，甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、 ρ乙。则(　　)
A．F甲＜F乙　　B．F甲＞F乙
C．ρ甲＞ρ乙　　 D．ρ甲＜ρ乙
【点拨】由于密度计漂浮，则密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力，所以F甲＝F乙；由图知，密度计排开液体的体积：V甲排＞V乙排，根据F浮＝ρ液gV排得：ρ甲＜ρ乙。
【答案】D
6．【中考·淮安】长江上一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后。该艘轮船(　　)
A．会浮起一些，所受浮力变小
B．会浮起一些，所受浮力变大
C．会下沉一些，所受浮力变大
D．会始终漂浮，所受浮力不变
【点拨】轮船漂浮，它受到的浮力等于自身的重力。所以卸完一半货物后，轮船受到的浮力减小，由于ρ液不变，根据F浮＝ρ液gV排得，V排减小，即轮船会浮起一些。
【答案】A
7．【中考·自贡】一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐，盐水未到饱和，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是(　　)
【点拨】因为鸡蛋悬浮在盐水中，所以鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力；往盐水中继续均匀缓慢加盐，盐水密度增大，浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变，鸡蛋所受浮力逐渐增大；浮出水面后鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力，浮力不再变化。
【答案】A
8．如图所示是潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程示意图。下列对此潜水艇分析正确的是(　　)
A．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B．漂浮时排开的海水所受的重力最小
C．上浮过程中所受浮力逐渐变大
D．漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
B
9.【中考·宿迁】如图所示，碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，下列说法正确的是(　　)
A．碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了
B．碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C．碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了
D．碗沉入水底时容器底部
受到水的压强变小了
【点拨】碗沉入水底时，F浮1＜G；碗漂浮时，F浮2＝G，由于重力G相同，所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力，根据F浮＝ρgV排可得，碗沉入水底时，V排变小，水面下降，根据p＝ρgh知，碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了。
【答案】D
10．【中考·福建】如图所示，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
11．【中考·常德】如图用一细绳拴住体积为0.6 dm3，重为4 N的木块，使它浸没在水中，此时绳的拉力为______N；若剪断细绳，当木块静止时水面将______(填“上升”“下降”或“不变”)。
【点拨】木块浸没在水中所受浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.6×10－3 m3＝6 N；
木块受的拉力：F＝F浮－G＝6 N－4 N＝2 N；
因为木块浸没在水中时所受的浮力大于木块的重力，所以剪断细绳后，木块会上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以F浮′＝G＝4 N，浮力变小，根据F浮＝ρ液gV排知，排开水的体积减小，液面下降。
【答案】2；下降
12．【中考·杭州】“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海
载人潜水器。如图，“蛟龙号”体积约
为30 m3，空载时质量约为22 t，最大
荷载为240 kg。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
解：(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时，F浮＝G空载＝m空载g＝22×103 kg×10 N/kg＝2.2×105 N；
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？(海水密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
13．【中考·长春】小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200 g，小筒底面积为50 cm2，高为12 cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10 cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。
把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。(g取10 N/kg)
(1)该装置所能测量物体的最大质量为________g；
300
(2)小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离________(填“大”或“小”)；
【点拨】由于托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，当托盘上放物体时，则小筒再浸入水的体积为V浸＝S小h小；大筒中水面上升后增加的体积V排＝S大h大；由于S小＜S大，则：h小＞h大，即小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大。
大
(3)他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，该石块密度的表达式为ρ石＝ ________。(水的密度用ρ水表示)