资源简介

(共30张PPT)
第七节 物体的浮沉条件及其应用
北师版·八年级物理
第八章 压强和浮力
思考：
1.一个小小的铁片在水中要沉入水底，而钢铁巨轮为什么能浮在海面上？
2.木块和石块都受到重力和浮力，那么为什么浸没在水中后一个会上浮？一个会下沉？
到底是什么决定了物体的沉浮？
情境导入
1.浮力与重力的关系
当物体浸没在水中时，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。这两个力的合力决定物体在水中由静止释放后如何运动。
F浮
G
F浮
G
新课探究
知识点1 物体的浮沉条件
F浮
G
当 F浮>G 时，合力的方向竖直向上，物体上浮，静止时漂浮。
当 F浮当 F浮=G 时，合力为零，物体悬浮在水中。
F浮
G
G
F浮
G
F浮
交流讨论
根据物体所受的重力与物体质量的关系，以及质量与密度的关系，你能由物体的浮沉条件推出上述三种不同情况中，物体密度与液体密度的关系吗？
2.物体密度与液体密度的关系
研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力
F浮 = ρ液 g V排
重力：
G物= m物 g = ρ物 g V物
上浮：
F浮>G物
ρ液>ρ物
下沉：
F浮ρ液<ρ物
悬浮：
F浮=G物
ρ液=ρ物
V排 = V物
漂浮：
ρ液>ρ物
根据浮沉条件进行比较
浮力：
点击画面播放视频
上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
运动状态 向上运动 静止在液面上 静止在液体内任意深度处 向下运动 静止在容器底部
条件 F浮＞G F浮=G F浮=G F浮＜G F浮+F支=G
ρ液与ρ物的关系 ρ液>ρ物 ρ液>ρ物 ρ液=ρ物 ρ液<ρ物 ρ液<ρ物
V排与V物的关系 V排=V物(未露出液面前) V排＜V物 V排=V物 V排=V物 V排=V物
浮沉现象比较
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
总结：浮力的计算公式
2.压力差法
1.称重法
3.阿基米德原理法
4.平衡法
（可沉物体）
漂浮、悬浮
沉底
F浮=G物 - F示
F浮=F向上 – F向下
F浮=G排 = m排g= ρ液gV排
F浮=G物
F浮+ F支=G物
我们知道，铁的密度_____水的密度，所以一个实心铁块在水中会下沉。那么为什么用钢铁制成的万吨巨轮却能漂浮在水面上呢？
大于
取一块橡皮泥，先将它捏成船形放入水中，它可以漂浮在水面上（如图甲）。再将船形橡皮泥从水中取出，将它捏成实心球状后再放入水中，它就沉入水底（如图乙）。
甲
乙
知识点2 物体浮沉条件的应用
橡皮泥两次所受的重力 G甲 和 G乙 的大小关系是 G甲______G乙，两次所受的浮力 F甲 和 F乙 的大小关系是 F甲______F乙。两次排开水的体积 V甲 和 V乙 的大小关系是V甲______V乙；
＝
＞
＞
甲
乙
你能通过上述实验想出控制物体浮沉的方法吗？
物体所受重力不变时，通过改变物体排开液体的体积，进而改变物体受到浮力的大小可以实现物体的浮沉。
甲
乙
（1）工作原理：将钢铁制作成空心的轮船，可以排开更多的水，从而增大受到的浮力，使轮船漂浮的水面上。
（2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量： 由于漂浮，
F浮=G总=m排g ，即m排g=（m船+m货）g ，所以 m排= m船+ m货。
（3）载重线：轮船在允许的最
大载重下水面位置的水平线，以 确保航行安全。
轮船
点击画面播放视频
潜水艇
1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。
2.改变自重：向水箱内充水或排水。
排出水，潜艇受到的重力减小，潜艇上浮
注入水，潜艇受到的重力增大，潜艇下沉
点击画面播放视频
体育和娱乐活动中的热气球与飞艇不但能在空气中上升，还能改变在空气中上浮、下沉和悬浮的状态。它们是如何实现在空气中上浮、下沉和悬浮的呢
【点击图片播放视频】
交流讨论
工作原理：靠空气浮力升空
密度计
用途：
直接测量液体密度
工作原理：液体的密度越大，物体排开液体的体积就越小；反之，则排开液体的体积越大。
点击画面播放视频
1.轮船的大小常用满载时排开水的质量来表示，也就是常说的“排水量”。小型轮船的排水量为几百吨，远洋巨轮的排水量可达几十万吨。005型导弹驱逐舰是我国自主研制的万吨级驱逐舰。若该驱逐舰排水量为 10000 t，它行驶在海面上受到的浮力是多大？当它从海洋驶入长江时，是浮起来一些还是沉下去一些？为什么？（g取10N/kg）
随堂练习
【kg教材P99 自我检测 第1题】
解：“青岛号”导弹驱逐舰满载时在海面上所受浮力F浮=G排=m排g=1×107 kg×10 N/kg=1×108 N。当它从海洋驶入长江时，会沉下去—些，因为驱逐舰从海洋驶入长江时都是漂浮的，故有F浮=G船，所受的浮力是不变的，由F浮=ρ液gV排知，江水的密度小，所以排开的水会增多，因此会沉下去一些。
2.“选种”是提高农作物产量的重要措施之一。在实际生产中有一种利用浮力选种的方法。将备选的粮种浸在浓度适宜的食盐水中，把漂浮在食盐水表面的种子捞出来，剩下的那些沉在食盐水底部的种子便是挑选出来的好粮种。试说明这种利用浮力选种的道理。
2.好粮种颗粒饱满，密度比食盐水的密度大，所以会沉在食盐水的底部；差粮种比较干瘪，密度比食盐水的密度小，所以会浮在食盐水表面。
【选自教材P99 自我检测 第2题】
3.如图所示为我国古代人民发明的孔明灯。它用很轻的竹篾扎成框架，用薄纸糊严，只在下面留个口。在灯笼口处放一轻质小蝶，碟内盛上松脂。点燃松脂，过一会儿灯笼就能腾空而起。想一想。孔明灯为什么能飞上高空。
【选自教材P99 自我检测 第4题】
孔明灯内的空气被加热后，其体积会膨胀，且灯内热空气的密度小于灯外空气的密度，当灯所受的重力小于浮力时，孔明灯就腾空而起，飞上高空。
4.把一个外观体积为 17.8 cm3 的空心铜球放入水中，它恰好处于悬浮状态，已知铜的密度是 8.9×103 kg/m3，g取 10 N/kg。求：
（1）空心铜球所受重力的大小；
（2）铜球空心部分的体积。
解：（1）由于空心铜球处于悬浮状态，所以空心铜球的重力G球=F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×17.8×10-6m3=0.178N
【选自教材P99 自我检测 第3题】
解：（2）铜球空心部分体积V空=V球-V铜=
分析：空心铜球恰好悬浮在水中，重力等于浮力。要求空心部分体积需先求出铜的体积V铜=G球/ρ铜g，然后由V空=V球-V铜即可求出。
一、物体浮沉条件
1.浮力与重力的关系
2.物体密度与液体密度的关系
二、浮力的应用
轮船、潜水艇、热气球与飞艇、密度计
课堂小结
ρ液＞ρ物
上浮，F浮＞G物
悬浮，F浮=G物
下沉，F浮＜G物
ρ液gV排＞ρ物gV排
ρ液gV排=ρ物gV排
ρ液gV排＜ρ物gV排
浸没时
V排=V物
ρ液=ρ物
ρ液＜ρ物

展开更多......

收起↑