资源简介

(共27张PPT)
沪科·八年级下册
第四节 物体的浮与沉
第2课时 浮沉条件的应用
课堂教学展示
本节要点
能通过实验认识物体的浮沉条件，能通过实例说明物体的浮沉条件在生产生活中的应用；能关心我国在深潜方面的成就。
课堂教学展示
复习回顾
状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉底
图示
F浮和G的关系
ρ液与ρ物的关系
运动状态
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
F浮+F支__G
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
F浮 __ G
ρ液__ ρ物
ρ液__ ρ物
＞
＜
=
=
=
＞
＜
=
＞
＜
上升
下降
静止
静止
静止
课堂教学展示
进行新课
一、密度计
1.用途：测量液体的密度。
2.构造：密度计是一根上部标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装小铅丸。
3.工作原理： F浮＝G
密度计的刻度分布不均匀，上疏下密，上小下大
4.使用方法：密度计放入待测液体中，当密度计静止时，读出液面对应的刻度值即为液体的密度。
密度计上的数值表示待测液体的密度与水的密度的倍数关系。如“1.2”表示该液体的密度是1.2×103kg/m3
如何制作简易密度计？
【点击画面播放视频】
例1 物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平，如图所示。密度计在液体中受到浮力F甲____F乙，液体对杯底的压强p甲____ p乙。(均选填“<”“=”或“>”)
=
＜
二、盐水选种
1.方法：把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部。
2.原理：选小麦种子所用盐水的密度为(1.16~1.2)×103kg/m3。
ρ好＞ρ盐水
G＞F浮
好种子下沉到水底
ρ坏＜ρ盐水
G＜F浮
坏种子上浮直至漂浮
三、潜水艇
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。
排出水，潜艇受到的重力减小，G＜F浮，潜艇上浮
注入水，潜艇受到的重力增大，G＞F浮，潜艇下沉
浸没在水中时，V排不变，故F浮不变
例2 如图为同一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景，其中潜水艇正在水中上浮的是图____(选填“甲”或“乙”，下空同)。正在水中下潜的是图_____。这两种情景中，潜水艇所受的浮力分别为 F甲、F乙，则 F甲____ (选填“>”“=”或“<”)F乙。
甲
乙
=
四、热气球
1.原理：利用空气的浮力升空
2.工作过程：热气球的升降与热气球体积及其内部气体的密度变化有关。燃气装置中喷出火焰加热气袋中的空气，气袋中的空气温度升高、密度减小（忽略体积变化），当内部气体密度比其外部气体小到一定程度时，热气球上浮。
例3 图甲是“中国天眼”中气球悬吊着维护人员作业的情景。小雯利用气球和重物进行模拟，如图乙。充气前，气球A与重物 B的总质量为 0.109 kg，充入适量氦气过程中，A体积变大，其所受浮力 ______ (选填“变大”“变小”或“不变”)；当A的体积为_____m3 时，B对地面的压力恰好为零。(B 所受的浮力忽略不计，ρ空气=1.29 kg/m3 ， ρ氦气=0.2 kg/m3 ，g 取 10 N/kg)
变大
0.1
五、轮船
1.原理：将钢铁做成空心的，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
2.排水量：轮船满载时排开水的质量，F浮= m排g，而 F浮=G，所以
m船+m货= m排
3.载重线
4. 轮船从河里驶入海里，始终是漂浮的，由于总重不变，船受到的浮力也不变，因为F浮=ρ液gV排，且ρ海水＞ρ河水，所以轮船在海里的V排小，从河里驶入海里，船身会浮起一些。相反，从海里驶入河里，船身要下沉一些。
例4 如图是中国自主研制的目前全球最大的集装箱船“鑫福 103”轮。该船的排水量是 30 万吨，能够一次性搭载 24 万吨的货物，该船正在舟山海域进行试航，此海域的海水密度取 1.0×103kg/m3，g取 10 N/kg。下列说法正确的是（ ）
A.该船所受浮力的方向是竖直向下的
B.该船满载时受到的浮力为 3×108N
C.搭载 24 万吨的货物时，该船排开海水的体积增加 2.4×103 m3
D.如果该船驶入海水密度更大的海域，船身会上浮一些
D
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“奋斗者”号深潜器
“奋斗者”号深潜器通过电磁铁吸附了大铁块，还有一部分铁砂放置在一个容器中，这些总质量加起来之后使得深潜器的总重力大于浮力，深潜器得以不断下沉，同时通过控制倾倒容器中的铁砂可以控制深潜器下沉的速度。当深潜器需要上浮时，电磁铁断电，抛掉电磁铁吸附的铁块深潜器可以快速上浮。如果遇到紧急情况，系统断电后，电磁铁会自动抛掉铁块，从而让深潜器快速上浮。
课堂教学展示
随堂练习
1. 测量液体密度的仪器叫密度计，现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中，如图所示，则（ ）
A.密度计在甲液体中所受的浮力较大
B.密度计在乙液体中所受的浮力较大
C.甲液体的密度较大
D.乙液体的密度较大
D
2.如图所示，这是某游乐园举办的热气球飞行体验活动。加热球内的空气，空气受热膨胀，密度________(选填“变大”“变小”或“不变”)，当浮力大于重力时，热气球便腾空而起。若装置与乘客的总质量为200kg，热气球静止在空中时所受的浮力是________N。(g取10 N/kg)
变小
2000
3.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？
减小。因为航空母舰漂浮在水面上，所以舰载机飞离前航空母舰所受浮力等于二者所受重力之和，当舰载机飞离后，航空母舰所受浮力等于其自身重力，故航空母舰所受浮力变小。
4.请选择材料，按照自己的设计，折叠一个纸船，并写出制作过程。与同学讨论交流，看看自己制作的纸船与同学制作的纸船的异同。
5.救生圈是一种水上救生设备。查阅资料，了解救生圈的材料、性能及用途。
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课堂小结
浮沉条件的应用
密度计→原理：物体漂浮时所受的浮力等于重力
盐水选种→原理：好种子密度大于盐水密度，重力大于浮力，故沉底
潜水艇→原理：靠改变自身重力实现下潜和上浮
热气球→原理：利用空气浮力上升
轮船→原理：利用“空心法”排开更多的水，增大浮力，从而漂浮在水面上(共25张PPT)
沪科·八年级下册
第四节 物体的浮与沉
第1课时 物体的浮沉条件
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本节要点
能通过实验认识物体的浮沉条件，能通过实例说明物体的浮沉条件在生产生活中的应用；能关心我国在深潜方面的成就。
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新课导入
漂浮
下沉
上浮
悬浮
物体的浮与沉取决于什么条件呢？
课堂教学展示
进行新课
将小木块、乒乓球、金属块浸没在水中，松手后，它们将怎样运动？
提出问题：
物体在液体或气体中的浮与沉取决于什么条件呢？
猜想假设：
力是改变物体运动状态的原因，浸入水中的物体只受重力和浮力作用，物体的浮与沉可能与物体受到的重力和浮力大小有关。
F浮
G
F浮
G
F浮
G
物体的浮沉条件
实验设计
将右图中拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中，因为玻璃瓶排开水的重力不变，即受到的浮力大小不变，通过改变加入瓶中水的多少从而改变玻璃瓶自身的重力，观察重力不同的玻璃瓶在水中的浮沉情况。
盛水容器
玻璃瓶
进行实验
空玻璃瓶
装满水的玻璃瓶
装适量水的玻璃瓶
实验序号 实验方法 观察玻璃瓶运动情况 玻璃瓶受力情况分析
1 把拧紧盖子的空玻璃瓶浸没于水中，然后松手
2 把装满水并拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中，然后松手
3 把装有适量水并拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中，然后松手
上浮
下沉
静止
F浮 ＞G
F浮 ＜G
F浮 ＝G
实验现象
实验结论
①当F浮＞G 时， 物体上浮；
②当F浮＜G 时， 物体下沉；
③当F浮＝G 时， 物体处于悬浮或者漂浮状态。
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
漂浮
物体浮沉的两个过程：
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
F浮＜ G物
F浮＞G物
受非平衡力作用，运动状态不断改变。
物体浮沉的三个状态：
F浮=G物
F浮= G物
F浮＜G物
G物
F浮
F浮
G物
G物
F浮
漂浮
悬浮
沉底
F支
受平衡力作用，处于静止状态。
让鸡蛋浮沉
将鸡蛋放入清水中，观察鸡蛋的浮沉情况。向杯中逐渐加盐并小心搅拌，观察鸡蛋的浮沉情况。如果往容器中加水，再次观察鸡蛋的浮沉情况。你能解释观察到的现象吗
V排=V物=V
F浮 = ρ液gV排= ρ液gV； G物=ρ物gV物=ρ物gV
①当ρ液 ＞ ρ物 ，F浮＞G物 ，物体上浮并最终处于漂浮状态；
②当ρ液 ＝ ρ物 ，F浮=G物 ，物体悬浮；
③当ρ液 ＜ ρ物 ，F浮＜G物 ，物体下沉并最终沉底。
如果实心物体（质量均匀）浸没在液体中：
可根据密度判断物体的状态：
【思考】能否通过比较物体密度和液体密度的关系来判断物体的浮沉呢？
状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉底
物体受力分析
浮力和重力 比较
液体密度和物体密度比较
排水体积和物体体积比较
运动状态 F浮 ＞G
F浮 ＜G
F浮 =G
F浮 =G
运动状态不断改变
静止状态
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
ρ液=ρ物
ρ液＞ρ物
V排 =V物
V排 =V物
V排 =V物
V排 ＜V物
F浮+F支=G
ρ液＜ρ物
V排 =V物
悬浮和漂浮的异同：
悬浮 漂浮
不同点 位置
体积
密度
相同点 静止在液体内部任何位置
静止在液体表面
ρ液=ρ物
V排 =V物
ρ液＞ρ物
V排 ＜V物
物体都处于平衡状态，F浮=G
归纳
计算浮力的四种方法
称重法
压力差法
公式法
平衡法
浮力等于物体的重力G减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力F′，即F浮=G-F′
浮力等于液体对物体向上、向下的压力差，即
F浮=F向上-F向下
根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排 计算
物体漂浮或悬浮时，由二力平衡条件得，浮力等于重力，即F浮=G
例 把质量是 24g、体积是 30 cm3的物体浸没在水中，松手后该物体将 _______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”) 。当它静止时，所受的浮力是 _____ N。(g取10 N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
上浮
0.24
课堂教学展示
随堂练习
1.将同一物体放入密度不同的液体中，其浮沉情况不同。通过比较物体密度与液体密度的大小，可判断物体的浮沉情况，请推导出用物体的密度与液体的密度表示的浮沉条件。
物体的重力G=mg=ρ物V物g，由阿基米德原理可知，浸没在液体中的物体所受的浮力F浮＝ρ液V排g=ρ液V物g，则
（1）浸没在液体中的物体，当ρ物＜ρ液时，G＜F浮，物体上浮。
（2）浸没在液体中的物体，当ρ物=ρ液时， G=F浮，物体处于悬浮状态。
（3）浸没在液体中的物体，当ρ物＞ρ液时， G＞F浮，物体下沉。
2.一个小球，在水中能漂浮。如果把它放人酒精中，小球（ ）
一定会上浮 B.一定会悬浮
C.一定会下沉 D.条件不足，无法判断
D
3.如图所示，三个完全相同的玻璃缸装满了水，其中图(a)只有水，图(b)水中漂浮着一只玩具小鸭子，图(c)水中漂浮着同样材料的玩具大鸭子。若把三个缸放到台秤上称量，它们的质量大小如何？若两只玩具鸭子的材料(密度)不同，但仍漂浮在水中，则再称量三个缸的质量时，它们的大小又如何？
三个缸的质量大小相同；若两只玩具鸭子的材料(密度)不同，但仍漂浮在水中，则三个缸的质量大小仍相同。
理由：玩具鸭子处于漂浮状态，F浮＝G鸭＝m鸭g，由阿基米德原理可知， F浮＝G排＝m排g，则m鸭=m排，玩具鸭子的质量等于其排开水的质量，所以只要玩具鸭子处于漂浮状态，有鸭子的玻璃缸的质量就等于只有水的玻璃缸的质量，与玩具鸭子的材料（密度）无关。
课堂教学展示
课堂小结
物体的浮沉条件
当F浮＞G物时，ρ 液＞ ρ物，物体（浸没）上浮
物体的浮沉现象：上浮、下沉、漂浮、悬浮
浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受的浮力与重力的关系
浮沉判断
当F浮=G物时，ρ 液＞ ρ物，物体漂浮
当F浮=G物时，ρ 液= ρ物，物体悬浮
当F浮＜G物时，ρ 液＜ ρ物，物体下沉

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