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苏科版（2024）八年级下册物理
第九章 压强和浮力
第 5 课时 物体的沉与浮
用钢铁制成的实心球，一定会沉入水底；
用钢铁制造的船能漂浮在水面上；
而同样用钢铁制造的潜艇，却既能下潜又能上浮。
物体的浮沉是由什么因素决定的？
做一做
1. 把一些物品，如橡皮泥、苹果、蜡块、小玻璃瓶、钉子、螺母等放入盛水的容器中，观察它们的浮沉情况。
物体浮沉的条件
物体浮沉的条件
浸在液体中的物体，受到________和________的作用。
重力
浮力
当重力_____浮力时，物体下沉。
大于
当重力_____浮力时，物体上浮。
小于
物体浮沉的条件
重力等于浮力有两种情况：
1.若物体浸没在液体中，重力等于浮力，处于静止状态，称为悬浮。
水袋可悬浮于任何一个位置。
物体浮沉的条件
重力等于浮力有两种情况：
2.若物体静止在液面上，有一部分露出液面，重力等于浮力，处于静止状态，称为漂浮。
漂浮是由上浮的物体露出水面后，排开液体的体积逐渐减小，浮力随之减小。当减小到跟重力相等时，处于平衡。
漂浮是上浮的最后结果。
知识拓展
G=V物ρ物g
F浮=V排ρ液g
浸没在水中时，V物=V排
所以，对实心物体而言，又有：
ρ物>ρ液，物体下沉；
ρ物<ρ液，物体上浮；
ρ物=ρ液，物体悬浮；
2. 设法使沉底的物品浮起来、漂浮的物品沉下去。
做一做
改变物体沉浮的方法
观看视频，你能归纳出几种改变物体沉浮的方法？
改变物体沉浮的方法
先看视频，后分析方法
方法一：
保持物体的体积不变，改变重力。
制造潜艇就是利用这个原理。
改变物体沉浮的方法
方法二：
保持物体的重力不变，改变物体排开液体的体积。
制造轮船就是利用这个原理。
改变物体沉浮的方法
方法三：
改变液体的密度。
密度计就是利用这个原理。
潜艇能在水中上浮、下潜或停留在某一位置。潜艇的两侧有水舱，通过向水舱中充水或从水舱向外排水，可以改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮。
处在水面下的潜艇，所受浮力是一定的。如图 9-40 所示，当 F浮＝ G 时，它能悬浮在水中任何位置；若向水舱中充水，则潜艇自重增大，F浮＜ G，潜艇会下沉；若从水舱向外排水，则潜艇自重减小，F浮＞ G，潜艇会上浮。
需要说明的是，这里只是对潜艇浮沉原理的简单分析。在真实的场景中，潜艇的上浮或下沉还会受到其他多个因素的影响。
例题
装有水的烧杯中有一个质量为 55 g、体积为 50 cm 3 的鸡蛋。
（1）通过计算说明鸡蛋在水中下沉的原因。
（2）若向水中加入食盐并搅拌，当食盐水密度大于多少时鸡蛋上浮？
分析 比较鸡蛋浸没在水中时所受的浮力与其所受重力的大小关系，可以说明鸡蛋下沉的原因。根据鸡蛋上浮的条件，结合 F 浮 = ρ 液 V 排 g，可以计算食盐水的密度。
解答 ：鸡蛋的质量 m = 55 g = 5.5 × 10-2 kg ，体积 V = 50 cm3 = 5 × 10-5 m3，
浸没在水中时 V 排 = V。
（1）鸡蛋所受的重力G = mg = 5.5 × 10-2 kg × 9.8 N / kg = 0.539 N
鸡蛋浸没在水中时受到的浮力
F 浮 = ρ 水 V 排 g= 1.0 × 103 kg / m3 × 5 × 10-5 m3 × 9.8 N / kg= 0.49 N
由于 F 浮＜ G，所以鸡蛋下沉。
例题
装有水的烧杯中有一个质量为 55 g、体积为 50 cm 3 的鸡蛋。
（1）通过计算说明鸡蛋在水中下沉的原因。
（2）若向水中加入食盐并搅拌，当食盐水密度大于多少时鸡蛋上浮？
反思 在食盐水密度大于 1.1 × 10 3 kg / m 3 时，鸡蛋最终处于什么状态？所受的浮力是多大？
最终处于漂浮状态。
所受的浮力等于鸡蛋所受的重力，
即F浮=0.539N。
实践与练习
1. 某物体质量为 2 kg，体积为 3×10-3 m3，将它浸没在水中，释放后它是上浮还是下沉？静止时，它受到的浮力是多少牛？
解答 ：物体的质量 m = 2kg ，体积 V = 3 × 10-3 m3，
浸没在水中时 V 排 = V。
物体所受的重力G = mg = 2kg × 9.8 N / kg = 19.6 N
物体浸没在水中时受到的浮力
F 浮 = ρ 水 V 排 g= 1.0 × 103 kg / m3 × 3 × 10-3 m3 × 9.8 N / kg= 29.4 N
由于 F 浮> G，所以物体上浮。
静止时，物体处于平衡状态，F浮1=G=19.6N
实践与练习
2. 将两个完全相同的球分别放到盛有甲、乙两种不同液体的烧杯中，静止时的情景如图 9-42 所示。请判断两种液体密度的大小关系。
解答 根据题意可知：G甲=G乙，V排甲甲、乙都漂浮在水面，F浮=G
所以F浮甲=F浮乙
由F浮=ρ液V排g得
由此式可知：在浮力相等的情况下，V排越小ρ液越大。
所以，甲液体的密度大于乙液体的密度。
实践与练习
3. 制作潜艇模型。用塑料瓶、密封材料（如透明胶带、蜡等）、螺母、软管、容器和水等，制作图 9-43 所示的潜艇模型。试试你制作的“潜艇”能否上浮和下沉，并分析实现浮沉状态改变的原因。
答：根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开液体的重力。潜艇模型在水中的浮沉状态改变是通过改变自身重力来实现的。
当抽走瓶内的空气，水进入瓶内，潜艇模型的总重力增大，而排开液体的体积不变，即浮力不变。当重力大于浮力时，潜艇模型下沉。
当向瓶内吹气，瓶内空气增多，水被排出，潜艇模型的总重力减小。当重力小于浮力时，潜艇模型上浮。通过这种方式，模拟了潜艇通过调节水舱内的水量来实现上浮和下沉的原理。
课堂小结
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。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
分析：在水中处于漂浮状态，F浮=G
在另一种液体中F浮+F支=G
重力不变，所以选A
冰的密度是0.9×103kg/m3，则浮在水面上的体积占全部体积的 ( )
冰的重力ρ冰V冰g
冰受到的浮力ρ水V排g
浮在水面上的冰，重力=浮力
ρ水V排g=ρ冰V冰g
B
下课了！同学们再见！

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