资源简介

(共41张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：9.4.1 物体的浮沉条件
副标题：探究物体在液体中的浮沉规律
学科：物理
适用年级：八年级
教材版本：人教版
幻灯片 2：学习目标
知道物体在液体中存在漂浮、悬浮、上浮和下沉四种状态。
能通过受力分析，明确物体浮沉时浮力与重力的大小关系。
理解物体浮沉条件与物体密度、液体密度之间的关系。
能运用浮沉条件解释生活中的浮沉现象，解决实际问题。
幻灯片 3：引入 - 生活中的浮沉现象
展示图片：水面上漂浮的鸭子、水中悬浮的潜水艇、正在上浮的气泡、沉入水底的石头。
提问：为什么有的物体能漂浮在水面，有的物体能悬浮在水中，而有的物体却会下沉？物体的浮沉由什么因素决定？这节课我们就来探究物体的浮沉条件。
幻灯片 4：物体在液体中的四种状态
漂浮：物体部分浸入液体中，有一部分体积露出液面，静止在液面上。例如，漂浮的木块、水面上的船只。
悬浮：物体全部浸没在液体中，能停留在液体中的任何深度处，保持静止状态。例如，潜水艇悬浮在水中。
上浮：物体在液体中受到的浮力大于重力，正在向上运动。例如，水中的气泡、松开手后的氢气球。
下沉：物体在液体中受到的浮力小于重力，正在向下运动，最终会沉到容器底部。例如，石块沉入水底。
展示图片：四种浮沉状态的示意图，标注物体的位置和运动方向。
幻灯片 5：物体浮沉的受力分析
受力分析基础：浸在液体中的物体主要受到竖直向上的浮力（\(F_浮\)）和竖直向下的重力（\(G_物\)）两个力的作用。物体的浮沉状态由这两个力的大小关系决定。
不同状态下的受力关系：
漂浮：物体静止在液面，处于平衡状态，此时浮力等于重力，即\(F_浮 = G_物\)。
悬浮：物体静止在液体中，处于平衡状态，浮力等于重力，即\(F_浮 = G_物\)。
上浮：物体向上运动，受力不平衡，浮力大于重力，即\(F_浮 > G_物\)。
下沉：物体向下运动，受力不平衡，浮力小于重力，即\(F_浮 < G_物\)。
展示图片：四种状态下物体的受力示意图，明确标注浮力和重力的方向及大小关系。
幻灯片 6：物体浮沉与密度的关系
推导依据：根据阿基米德原理\(F_浮 = \rho_液V_排g\)，物体重力\(G_物 = \rho_物V_物g\)，结合浮沉时浮力与重力的关系，可推导出物体密度与液体密度的关系。
不同状态下的密度关系：
漂浮：物体部分浸入液体，\(V_排 < V_物\)，由\(F_浮 = G_物\)得\(\rho_液V_排g = \rho_物V_物g\)，化简得\(\rho_物 < \rho_液\)。
悬浮：物体完全浸没，\(V_排 = V_物\)，由\(F_浮 = G_物\)得\(\rho_液V_排g = \rho_物V_物g\)，化简得\(\rho_物 = \rho_液\)。
上浮：物体完全浸没（未露出液面时），\(V_排 = V_物\)，由\(F_浮 > G_物\)得\(\rho_液V_排g > \rho_物V_物g\)，化简得\(\rho_物 < \rho_液\)。
下沉：物体完全浸没，\(V_排 = V_物\)，由\(F_浮 < G_物\)得\(\rho_液V_排g < \rho_物V_物g\)，化简得\(\rho_物 > \rho_液\)。
总结：物体的浮沉状态由物体密度与液体密度的大小关系决定，当物体密度小于液体密度时，物体上浮或漂浮；等于时悬浮；大于时下沉。
幻灯片 7：物体浮沉条件总结
物体状态
浮力与重力关系
物体密度与液体密度关系
备注
漂浮
\(F_浮 = G_物\)
\(\rho_物 < \rho_液\)
部分浸入液体
悬浮
\(F_浮 = G_物\)
\(\rho_物 = \rho_液\)
完全浸没液体
上浮
\(F_浮 > G_物\)
\(\rho_物 < \rho_液\)
向上运动，最终漂浮
下沉
\(F_浮 < G_物\)
\(\rho_物 > \rho_液\)
向下运动，最终沉底
注意事项：漂浮和悬浮时物体都处于平衡状态，浮力等于重力，但漂浮时物体部分浸入，悬浮时完全浸没；上浮和下沉是动态过程，受力不平衡，最终会转化为漂浮或沉底状态。
幻灯片 8：生活中的浮沉现象解释
现象 1：死海不死
解释：死海海水的密度很大（约\(1.2×10^3kg/m^3\)），大于人体的密度（约\(1.0×10^3kg/m^3\)）。根据浮沉条件，当物体密度小于液体密度时，物体漂浮，因此人在死海中能轻松漂浮。
现象 2：煮饺子
解释：生饺子的密度大于水的密度，放入水中会下沉；煮熟后，饺子内部空气受热膨胀，体积变大，排开水的体积增大，浮力增大，同时饺子的平均密度减小，当浮力大于重力时，饺子上浮，最终漂浮在水面。
现象 3：鸡蛋的浮沉
解释：新鲜鸡蛋的密度大于水的密度，放入清水中会下沉；向水中加盐并搅拌，盐水的密度增大，当盐水密度大于鸡蛋密度时，鸡蛋受到的浮力增大，最终鸡蛋会悬浮或漂浮在盐水中。
展示图片：人在死海中漂浮、煮饺子时饺子上浮、鸡蛋在盐水和清水中的不同状态。
幻灯片 9：浮沉条件的应用 - 轮船
原理：轮船的船体采用 “空心” 结构，使轮船的平均密度小于水的密度。根据浮沉条件，轮船能漂浮在水面上，此时轮船受到的浮力等于轮船的总重力（\(F_浮 = G_船 + G_货\)）。
排水量：轮船满载时排开液体的质量。根据阿基米德原理，排水量等于轮船满载时的总质量（\(m_排 = m_船 + m_货\)）。排水量越大，轮船的载货能力越强。
展示图片：轮船的剖面图（显示空心结构）、轮船的排水量标识。
幻灯片 10：浮沉条件的应用 - 潜水艇
原理：潜水艇的浮沉是通过改变自身重力来实现的。潜水艇两侧有水舱，当水舱充水时，潜水艇的总重力增大，大于浮力，潜水艇下沉；当水舱排水时，总重力减小，小于浮力，潜水艇上浮；当总重力等于浮力时，潜水艇悬浮在水中。
过程分析：潜水艇的体积不变，排开液体的体积不变，因此受到的浮力不变，通过调整自身重力与浮力的大小关系实现浮沉。
展示图片：潜水艇的水舱结构示意图、潜水艇浮沉过程示意图。
幻灯片 11：浮沉条件的应用 - 气球和飞艇
原理：气球和飞艇内充入密度小于空气的气体（如氢气、氦气），根据浮沉条件，当气球或飞艇受到的浮力大于自身重力时，就能升空。
升降控制：通过改变气囊的体积来调整浮力大小。需要上升时，加热气囊内的气体（如热气球），气体膨胀，排开空气的体积增大，浮力增大；需要下降时，放出部分气体，气囊体积减小，浮力减小，当浮力小于重力时，气球或飞艇下降。
展示图片：氢气球升空、热气球飞行示意图。
幻灯片 12：课堂小练习 1 - 浮沉条件判断
题目：将一个物体放入某种液体中，物体静止时处于漂浮状态，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体受到的浮力大于重力
B. 物体受到的浮力小于重力
C. 物体的密度大于液体的密度
D. 物体的密度小于液体的密度
答案：D
解析：物体漂浮时，浮力等于重力，A、B 错误；漂浮时物体密度小于液体密度，C 错误，D 正确。
幻灯片 13：课堂小练习 2 - 受力分析
题目：一个物体在液体中正在下沉，则此时物体受到的浮力\(F_浮\)与重力\(G_物\)的关系是（ ）
A. \(F_浮 > G_物\) B. \(F_浮 = G_物\) C. \(F_浮 < G_物\) D. 无法判断
答案：C
解析：物体下沉时，受力不平衡，浮力小于重力，C 正确。
幻灯片 14：课堂小练习 3 - 密度关系应用
题目：已知某液体的密度为\(1.1×10^3kg/m^3\)，有一个物体的密度为\(0.9×10^3kg/m^3\)，将该物体放入该液体中，物体将（ ）
A. 漂浮 B. 悬浮 C. 上浮 D. 下沉
答案：C
解析：物体密度（\(0.9×10^3kg/m^3\)）小于液体密度（\(1.1×10^3kg/m^3\)），根据浮沉条件，物体将上浮，C 正确。
幻灯片 15：课堂总结
四种状态：漂浮、悬浮、上浮、下沉是物体在液体中的基本浮沉状态。
受力条件：漂浮和悬浮时\(F_浮 = G_物\)；上浮时\(F_浮 > G_物\)；下沉时\(F_浮 < G_物\)。
密度条件：漂浮和上浮时\(\rho_物 < \rho_液\)；悬浮时\(\rho_物 = \rho_液\)；下沉时\(\rho_物 > \rho_液\)。
实际应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇等都是利用物体的浮沉条件工作的，通过改变浮力或重力的大小关系实现浮沉控制。
核心思路：判断物体浮沉时，可通过比较浮力与重力的大小，或比较物体密度与液体密度的大小来确定。
幻灯片 16：课后作业布置
完成课本上关于物体浮沉条件的练习题。
用家里的鸡蛋、清水、食盐等材料，做鸡蛋浮沉的实验，观察鸡蛋在清水和盐水中的状态，并解释原因。
分析潜水艇上浮、下沉和悬浮时，浮力与重力的关系变化。
查阅资料，了解鱼是如何利用浮沉条件在水中自由沉浮的，写一段简要的说明。
2024沪科版物理八年级全册
9.4.1物体的浮沉条件
第九章 浮力
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
知道物体的沉浮与密度的关系。（重点）
02
知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系。（重点）
01
知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球等浮沉条件的应用。（重点）
03
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？
观察与思考
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
1星题 知识过关
物体的浮沉条件
1.小华在实验室里探究物体的浮沉条件。他设法测得密闭小
瓶浸没在水中时所受浮力为 ，然后装入适量的细砂，将
总重为的小瓶浸没在水中后放手，其运动状态如图甲
所示；接着他两次调整瓶内细砂的质量，重复上述实验，分
别如图(b)和 所示。请根据实验现象及相关条件，归纳得
出初步结论。
(1)实验中，调整瓶子内装有细砂的
质量，实质是改变了瓶子的______，
比较图(a)(b)(c)，此时三种情况下小
瓶受到的浮力大小______
(填“相等”或“不相等”)。
重力
相等
(2)由图(a)可知：浸没在液体中的物体
受到的浮力______(填“大于”“小于”或
“等于”)重力时，物体处于______
(填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
等于
悬浮
(3)由图(b)可知浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)重力时
物体将上浮；最终小瓶将静止漂浮于水面上，此时浮力
_______ 重力。
大于
等于
(4)由图(c)可知浮力______ (填“大于”“小于”或“等于”)重力
时物体将下沉。
小于
物体的浮沉状态
2.“李子在水里下沉，瓜浮在水面”，从物理学的角度分析，
李子的密度______水的密度，水的密度______瓜的密度。
(均填“大于”“小于”或“等于”)
大于
大于
3.[2024·安庆月考] 如图所示，小明用手将重 、体积为
的苹果压入水中，松手后苹果将______
(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)，最后静止时，苹果受到的浮力
大小是_____。取
上浮
4.[2024·亳州期末] 把重为 的物体缓慢放入装满水的溢
水杯中，当物体静止后，测得溢出的水重为 ，则此时物
体所处的状态及受到的浮力大小为( )
C
A.漂浮， B.悬浮，
C.沉底， D.沉底，
5.把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状
和碗状，轻轻放到水面，发现实心球状橡皮泥
沉到容器底部，碗状橡皮泥漂浮在水面，如图
所示，则它们所受浮力的大小关系是( )
B
A. B. C. D.无法判断
2星题 情境应用
6.鸡蛋放入水中沉入杯底；向杯中加盐，使鸡蛋慢慢上浮直
至漂浮在液面。该过程中关于鸡蛋受到浮力大小，下列说法
正确的是( )
C
A.始终保持不变 B.始终变大
C.先变大，后不变 D.先不变，后变大
7.[2024·蚌埠期中] 甲、乙、丙、丁是四
个体积、形状相同而材质不同的小球，把
它们放入水中静止后的情况如图所示，则
下列说法正确的是( )
D
A.甲受到的浮力最大 B.甲的密度等于水的密度
C.丁受到的浮力最小 D.丁的密度最大
8.[2024·汕头一模] 在水平桌面上，甲、乙两个完全相同的烧
杯分别装有不同密度的盐水。把同一个土豆分别放入甲、乙
两杯盐水中，土豆静止时如图所示，且放入土豆后液面高度
相同。下列说法正确的是( )
C
A.甲液体中的土豆受到的浮力大于重力
B.乙液体中的土豆受到的浮力小于重力
C.土豆排开甲、乙两液体的质量相等
D.甲杯盐水密度小于乙杯盐水密度
9.如图，水平桌面上三个相同的水槽、、都装满水，
中悬浮着塑料球，中浮着会划水的小玩具乌龟， 中浮着
会划水的大玩具乌龟，三个水槽对桌面的压力大小( )
A
A.相等 B.最大 C.最大 D. 最大
10.小明洗碗时，发现同一只碗可以漂浮
在水面上，也可以沉入水底，如图所示。
下列说法正确的是( )
C
A.碗能沉入水底是因为重力变大了
B.沉入水底的碗处于静止状态，因此浮力等于重力
C.碗沉底时所受的浮力小于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
11.[2024·六安期末] 将一块棱长为 、重为
的实心正方体木块轻轻地放入装水的杯中。
已知水的密度 ，木块静
止时所受的浮力是___ ，若木块静止时如图所
示，此时木块下表面所受的水的压强为_____ 。
8
800
先判断木块在水中的状态，木块在水
中处于漂浮状态，则 ，由浮力产
生的原因得木块下表面所受水的压力
，由公式
得到木块下表面所
受的水的压强。
12.［立德树人·传统文化］古人利用“泄水沉箭”的方
式计时，堪称是古人的“黑科技”。如图所示，将质
量为带有均匀刻度的米尺，放在 的塑料托
盘上，用圆柱形的塑料制作一个高 的漏壶。
，取 ，求：
(1)塑料托盘托着米尺漂浮在水面时受到的浮力；
解：塑料托盘托着米尺静止在水面上，处于漂浮状
态，根据浮沉条件可知，整体受到的浮力等于塑料
托盘和米尺的总重力，故浮力为
。
(2)塑料托盘排开水的体积。
根据 可知，塑料托盘排开水的体积
。
3星题 思维提升
13.一个空心球，空心部分体积为整个体积的一半，它漂浮在
水面上，有一半体积露出水面，则空心球的密度为________
___________，若将空心部分注满水，浸没水中再静止时球
将(水足够深)______(填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。
悬浮
没有注入水时，球漂浮，球排开水的体积 ，
球受到的浮力， ，解得
；空
心部分注满水，将球浸没水中后，球受到的浮力
，此时球的总重力
， ，故
把球的空心部分注满水浸没水中静止时球将悬浮。

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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