资源简介

第3节　物体的浮与沉
第一课时　物体的浮沉条件
教学目标
【知识与技能】
1．知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系，理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用．
2．知道物体的沉浮与密度的关系．
3．了解浮沉的各种现象．
4．结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法．
【过程与方法】
通过物体的浮沉现象的实验研究，培养学生思维能力和实验研究能力．
【情感、态度与价值观】
1．通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发兴趣和提高学生的思维方法．
2．初步建立应用科学知识的意识．
重点难点
【重点】
浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法．
【难点】
综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件．
教学过程
知识点　物体的浮沉条件
【自主学习】
阅读课本P177－179，完成以下问题：
1．当浮力大于重力时，物体上浮．
2．当浮力等于重力时，物体受力平衡，处于悬浮或漂浮状态．
3．当浮力小于重力时，物体下沉．
【合作探究】
演示一　物体的浮沉现象
1．将小木块浸没在水中，松手后，它将怎样运动？
答：小木块上浮至水面．
2．将乒乓球浸没在水中，松手后，它将怎样运动？
答：乒乓球上浮至水面．
3．将金属块浸没在水中，松手后，它将怎样运动？
答：金属块下沉到水底．
实验一　探究物体的浮沉条件
1．实验目的：探究物体的浮沉条件.
2．实验方法：实验分析法.我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如下图所示的实验来验证．
3．实验器材：玻璃瓶，盛水容器，清水等．
4．设计并进行实验.
实验序号
实验方法
观察小瓶运动情况
小瓶受力情况
1
把盖上盖子的空小瓶浸没于水中再松手
小瓶上浮
F浮＞G
2
把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手
小瓶下沉
F浮＜G
3
设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中(也叫做悬浮)
小瓶静止
F浮＝G
5．整理实验器材．
6．探究结论：(1)物体在液体中的沉浮取决于物体所受浮力和重力的大小．(2)通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态．当F浮＞G时，物体上浮；当F浮＜G时，物体下沉；当F浮＝G时，物体处于悬浮或者漂浮状态．
演示二　上浮和下沉
1．物体下沉的条件是什么？
答：F浮＜G物时，物体下沉．
2．物体上浮的条件是什么？
答：F浮＞G物时，物体上浮．
演示三　物体在水中的三种状态
1．漂浮：物体浮在水面，有一部分露出水面.漂浮条件：F浮＝G物.
2．悬浮：物体完全浸没在水中，可以停留在水中的任何位置.悬浮条件：F浮＝G物.
3．下沉：物体沉在水底.下沉条件：F浮＜G物.
4．悬浮与漂浮有何相同点和不同点？
答：相同点：都是一种静止的平衡状态，都满足F浮＝G物．不同点：(1)悬浮是指物体全部浸入液体中，这时物体所受的浮力是最大浮力，F浮＝ρ物gV物(V排＝V物)；漂浮指物体部分浸入，此时V排ρ物，悬浮条件是ρ液＝ρ物(物体为实心)．
探究一　密度与物体浮沉的关系
1．上浮：由F浮>G可得：ρ液gV排>ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液>ρ物.
2．下沉：由F浮3．悬浮：由F浮＝G可得：F浮＝ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液＝ρ物.
4．漂浮：由F浮＝G可得：ρ液gV排＝ρ物gV物，因为V排ρ物.
5．将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置．
答：鸡蛋在水中下沉到杯底，在浓盐水中可以悬浮．
6．总结：简单地说，浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况．还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态.
探究二　对于浮沉条件的理解
1．ρ物是物体的密度(平均密度)，而不是构成该物体的物质的密度．
2．由物体的沉浮情况可以判断物体重力与浮力的大小关系及物体密度与液体密度的大小关系，反过来由物体重力与浮力大小关系及物体密度与液体密度的大小关系也可以判断物体的浮沉情况．
3．求解某物体在液体中所受的浮力，首先要明确物体在液体中所处的状态，若漂浮或悬浮则浮力等于物体重力；若沉底则浮力应根据阿基米德原理求解．
探究三　根据阿基米德原理和浮沉条件作出的有关推论
1．密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块仍都悬浮(或漂浮).
2．漂浮在水中的冰或含有木块、蜡块等密度小于水的物体的冰，熔化成水后液面不变；若冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰熔化成水后液面下降.
3．漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几.
4．将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力，且力的大小等于液体对物体的浮力的增量.
实验二　物体会停在哪一层？
1．把糖浆、水及油沿汤匙注入玻璃杯中，由于密度不同，液体会分成三层．把蜡块、橡皮、瓶塞、鸡蛋等放入杯中，观察它们分别位于哪一层液面上？
答：蜡块、瓶塞位于最上层液面上，橡皮位于第二层液面上，鸡蛋位于底层液面上．
2．你能说出原因吗？
答：原因是浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的浮力和重力的大小，或者说取决于物体的密度和液体的密度的大小．
实验三　橡皮泥为什么能漂浮？
甲　橡皮泥小球　乙　橡皮泥小船
1．如图甲所示，取一杯清水和一块橡皮泥，将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，橡皮泥小球会如何运动？
答：橡皮泥小球沉入水底．
2．如图乙所示，如果将橡皮泥小球捏成小船轻轻放在水面上呢？
答：橡皮泥小船漂浮在水面上．
3．你能解释观察到的现象吗？
答：将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，小球受到的浮力小于自身重力，将在水中下沉．捏成小船后放入水中增大了排开液体的体积，浮力变大，漂浮在水面．
【教师点拨】
条件分析法：当影响浮力大小的两个因素都不相同时，不能根据单个影响因素来比较所受浮力的大小，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．
【跟进训练】
1．如图所示，A、B两物体静止在水中，下列说法正确的是(　C　)
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大
C．两物体的密度不等，B物体的密度大
D．两物体的重力不等，B物体的重力大
2．重为15
N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10－4
m3的水．则此物体是(　B　)
A．浮在水面上
B．沉到水底
C．悬浮在水中
D．以上几种情况都有可能
3．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力小于铝球受的浮力；若把它们都放在水银中
静止时，则铁球受的浮力等于铝球受的浮力．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
课堂小结
状态
受力关系
密度关系
合力
漂浮
F浮＝G
ρ液>ρ物
为零
下沉
F浮ρ液<ρ物
竖直向下
悬浮
F浮＝G
ρ液＝ρ物
为零
上浮
F浮>G
ρ液>ρ物
竖直向上
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．第二课时　物体浮沉条件的应用
教学目标
【知识与技能】
1．能应用浮沉条件解释简单的物理现象．
2．知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理．
【过程与方法】
认识浮力知识在生产、生活中的应用价值．
【情感、态度与价值观】
1．通过对密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的浮沉原理的学习，体验科学、技术、社会的紧密联系．
2．通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习兴趣；通过学生自己的探究实验，激发学习欲望．
重点难点
【重点】
知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理．
【难点】
能应用浮沉条件解释简单的物理现象．
教学过程
知识点　浮沉条件的应用
【自主学习】
阅读课本P179－180，完成以下问题：
1．密度计是测量液体密度的工具．
2．我国农民常采用盐水浸泡法来选种．
3．潜水艇靠增加和减少压力舱内的海水实现上浮和下沉．
4．热气球的升降与热气球的体积及热气球内部气体的密度变化有关．
【合作探究】
演示一　密度计
1．密度计是一种什么仪器？它的刻度有什么特点？
答：测量液体密度的仪器，刻度是上小下大，上稀下密．
2．密度计的底部配有铅坠，其作用是什么？
答：使密度计能够直立在液体中．
3．密度计的工作原理是什么？
答：物体漂浮在液面上的条件是F浮＝G.同一支密度计漂浮在不同的液面上时，其受到的浮力大小是相等的，都等于其重力大小．
4．密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？
答：由F浮＝ρ液gV排可知，V排越大，液体密度ρ液越小．
演示二　盐水选种
盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法．各种庄稼的种子，都有一定的密度．长得很饱满的小麦种子密度大，长得干瘪的种子密度小得多．
盐水选中蕴含的浮力知识：人们根据物体的浮沉条件，在用盐水选种时，把漂浮的种子清除掉，保留下沉的饱满种子．
演示三　潜水艇
1．潜水艇如何潜入水中？
答：潜水艇的艇身装有压力舱，向压力舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中．
2．潜水艇如何浮出水面？
答：当把压缩空气打入压力舱，并将舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮．
3．总结：潜水艇的工作原理是靠改变自身重力实现上浮和下潜的.
演示四　最早的热气球
1．我国在汉武帝时，就利用质地极轻的材料做成薄壳灯笼．当在其下面点燃烛火后，灯笼便会腾空而起，这就是历史上最早的热气球．
2．据说由三国时期孔明发明了一种“天灯”，它与孔明的帽子有相似之处．孔明灯也是一种早期的热气球．
演示五　现代热气球
1．热气球由哪些部分组成？
答：大型的热气球主要是由气袋、钢索、吊篮、燃气装置、液化气储罐及各种仪表组成，如图所示．
2．热气球能浮在空中的原理是什么？
答：热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体，以获得较大的浮力来升空的．
3．热气球如何下降呢？
答：减小浮力，根据阿基米德原理可知，方法是减小排开气体的体积，比如热气球停止加热．
【教师点拨】
1．轮船从河里驶入海里，受到的浮力大小不变，船身会向上浮起一些.
2．潜水艇在水面下从河里驶入海里，受到的浮力变大.
3．生活中另外一些可以利用浮力的知识来解释的现象：腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；煮饺子时，饺子熟了后会浮出水面；吹出的肥皂泡先上升后下降，等等．
【跟进训练】
1．(多选)如图所示，用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是(　BD　)
A．密度计漂浮得越高，所受的浮力越大
B．密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等
C．密度计排开液体体积越大，液体密度越大
D．密度计漂浮得越高，液体密度越大
2．潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的，向潜水艇的压力舱中充入适当的海水后，潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮，潜水艇受到的浮力变大(选填“变大”“变小”或“不变”)．如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮，应该减小(选填“增大”或“减小”)潜水艇压力舱中水的质量．(ρ海水＞ρ水)
课堂小结
浮沉条件的应用
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．(共41张PPT)
八年级物理（HK）
教学课件
物理沪科版
八年级全册
第九章
浮力
第九章　浮
力
第3节
物体的浮与沉　
学习目标
新课目标
1.知道物体的浮沉条件.
2.通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产、生活和社会中的应用.
3.知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理.
下沉
上浮
物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？
新课引入
新课讲解
物体的浮沉条件
一
观察：鸡蛋的沉浮
取一枚新鲜鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况.向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，观察到鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，又会发生什么现象？
观察与思考
视频：物体的浮与沉
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语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/
数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/
英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/
美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/
科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/
物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/
化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/
生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/
地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/
历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/
我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如下图所示的实验来验证.
实验与探究
1.实验目的：探究物体的浮沉条件
2.实验方法：实验分析法
实验序号
实验方法
观察小瓶
运动情况
小瓶受力情况
1
把盖上盖子的空小瓶浸没于水中，再松手
2
把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手
3
设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中（也叫悬浮）
小瓶上浮
小瓶下沉
小瓶静止
F浮
＞G
F浮
＜
G
F浮
＝
G
3.实验器材：玻璃瓶，盛水容器，清水等.
4.设计并进行实验
（1）物体在液体中的沉浮取决于物体所受浮力和重力的大小.
（2）通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态.
当F浮＞G
时，
物体上浮；
当F浮＜G
时，
物体下沉；
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
探究结论
水面
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
两个过程：
F浮＜
G物
物体下沉
F浮＞G物
物体上浮
三个状态：
F浮=G物
物体漂浮
F浮=
G物
物体悬浮
F浮＜G物
物体下沉到水底
G物
F浮
水面
F浮
G物
G物
F浮
漂浮
悬浮
下沉到水底
浮沉条件
漂浮
F浮=G
V排∴ρ液>ρ物
悬浮
F浮=G
V排=V物
∴ρ液=ρ物
上浮
F浮>G
V排=V物
∴ρ液>ρ物
下沉
F浮V排=V物
∴ρ液<ρ物
简单地说，浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况.还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态.
悬浮与漂浮有何不同？
悬浮物体全部浸入；漂浮物体部分浸入.
视频：物体的浮沉条件
状
态
上
浮
下
沉
悬
浮
漂
浮
物体受力分析
浮沉条件
浮力和重力比较
液体密度和物体密度比较
特
点
说
明
F浮
＞G物
F浮
＜G物
F浮
=G物
F浮
=G物
F浮
G物
G物
F浮
F浮
G物
分析运动状态
变化的过程
分析平衡状态
F浮
G物
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
ρ液=ρ物
ρ液＞ρ物
ρ物
是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度
归纳与小结
迷你实验室1
物体会停在哪个液面？
1.把糖浆、水及油沿汤匙注入玻璃杯中，由于密度不同，液体会分成三层.
2.把蜡块、橡皮、瓶塞、鸡蛋等放入杯中，观察它们分别位于哪一层液面上？你能说出原因吗？
迷你实验室2
橡皮泥为什么能漂浮？
如图（a）所示，取一杯清水和一块橡皮泥，将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，橡皮泥小球会如何运动？如图（b）所示，如果将橡皮泥小球捏成小船轻轻放在水面上呢？你能解释观察到的现象吗？
密度计是一种什么仪器？它的刻度有什么特点？
测量液体密度的仪器,管下部的玻璃泡内封装入小铅丸.刻度是上小下大，上稀下密.
密度计的工作原理是什么？
物体漂浮在液面上的条件：F浮＝G
.
密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？
密度越小.
密度计
浮沉条件的应用
二
密度计
盐水选种
　　盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法.各种庄稼的种子，都有一定的密度.长得很饱满的小麦种子密度大，长得干瘪的种子密度小得多.　　　
　　盐水选种，就是把种子放在一定浓度的盐水里，利用浮力把好种子和坏种子分开来.干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉至容器底部.请你说说这是为什么呢？
视频：盐水选种
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜.
潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇.潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中.当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮.
潜水艇
视频：潜水艇
潜水艇最早用于军事侦察和袭击，现在也用于深海考察，为开发海洋、获得新资源提供信息.
观光潜水艇能让游客欣赏到神秘的海底景观
工作原理：靠空气浮力升空.
热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体，以获得较大的浮力来升空的.
热气球
　　我国在汉武帝时，就利用质地极轻的材料做成薄壳灯笼.当在其下面点燃烛火后，灯笼便会腾空而起，这就是历史上最早的热气球.
据史籍记载，900多年钱，真定县僧人怀丙曾“打捞”起沉落江中的万斤大铁牛.他创造了浮力起重法，这一方法一直沿用至今.
浮船打捞
浮筒绑在沉船两侧时使整体体积增大，总的浮力增大，排出浮筒中的水，浮筒的重力减小，当浮力大于重力时沉船上浮.
现代打捞技术
视频：打捞沉船
讨论交流：打捞中山舰
中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰，其排水量780t，长62.48m，宽8.99m，1938年在长江被日军击中，沉入19m深的长江.
如果由你来组织打捞中山舰，你会怎么做？
联系生活，生活中的浮与沉
元宵节是我国的传统节日，这一天全家欢聚，常常煮汤圆以示庆贺.小华在帮外婆煮汤圆时发现：把生汤圆放入锅中，汤圆先是沉入锅底，煮一段时间后汤圆才又浮起来，你知道原因是什么吗？
汤圆刚放入水中
汤圆煮熟时
课堂小结
物体的浮沉条件
应用
上浮
漂浮
悬浮
下沉
农业
军事
气象
其他
F浮>
G物
ρ
液>
ρ物
F浮<
G物
ρ
液<
ρ物
盐水选种
潜水艇
热气球
密度计
F浮=
G物
ρ
液=
ρ物
F浮=
G物
ρ
液>
ρ物
1.（多选）如图所示，用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（
）
A.密度计漂浮得越高，所受的浮力越大
B.密度计漂浮在不同液体中，所受的浮
力都相等
C.密度计排开液体体积越大，液体密度
越大
D.密度计漂浮得越高，液体密度越大
B
D
课堂训练
2.如图所示，A、B
两物体静止在水中，下列说法正确的是（
）
A.两物体受到的浮力一定相等
B.两物体受到的浮力不等，A
物体受到的浮力大
C.两物体的密度不等，B
物体
的密度大
D.两物体的重力不等，B
物体的重力大
C
A
B
3.重为15
N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4
m3
的水.则此物体是（
）
A.浮在水面上
B.沉到水底
C.悬浮在水中
D.以上几种情况都有可能
B
4.一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中，受到浮力最大的是（
）
A.水
B.酒精
C.水银
D.无法确定
C
5.用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木
球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正
确的是（
）　　　
A.木球所受的重力、浮力都不变　　　
B.木球所受的重力不变，浮力变大
C.木球所受的重力、浮力都变小
D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小
A
6.质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮
力
铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力
铝球受的浮力.（均选填“＞”“＜”或“=”）
＜
＝
谢谢聆听！
谢谢
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