沪粤版（2024）物理八年级下册 9.3 物体的浮沉 （课件）

9.3物体的浮沉潜艇时而浮于水面，时而潜入水底，有时又能停留在水中，其中的奥秘在哪里? 物体的浮沉条件下面我们一起用实验来研究物体的浮沉条件。如图 9-3-1 所示，把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中，使鸡蛋处于漂浮状态(即停留在液面上，有一部分露出液面)；然后将清水缓缓倒入浓盐水中并轻轻地搅拌。随着盐水密度的减小，鸡蛋排开的液体的体积也随之增大，鸡蛋由漂浮状态慢慢变成悬浮状态(即鸡蛋全部浸没在水中，并可停留在液体里任何深度的地方)；继续倒入清水，鸡蛋下沉。若再加入适量盐粒，鸡蛋重新缓慢地上浮。讨论：(1)鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用?鸡蛋在盐水中受到重力和浮力的作用。(2)鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化?鸡蛋的质量不变，故鸡蛋受到的重力不变。开始时，鸡蛋漂浮，处于静止状态，此时重力等于浮力，即 F浮＝G；随着清水的加入，盐水的密度减小，但鸡蛋排开液体的体积也随着增大，由漂浮变为悬浮，此过程中浮力始终等于重力；继续倒入清水，盐水的密度继续减小，但鸡蛋排开液体的体积不变，根据阿基米德原理 F浮＝ρ液gV排 可知，浮力减小，当F浮＜G 时，鸡蛋下沉；如果再加入适量的盐粒，液体的密度变大，浮力变大，当 F浮＞G 时，鸡蛋又会缓慢地上浮。可见在下沉或上浮过程中变化的是鸡蛋受到的浮力。比较鸡蛋在各种状态下受到的浮力 F浮 和重力 G 的大小，我们可以归纳出物体的浮沉条件：当物体受到的浮力 F浮 大于物重 G 时，浸在液体中的物体就会上浮；当物体受到的浮力 F浮 小于物重 G 时，浸在液体中的物体就会下沉；当物体受到的浮力 F浮 等于物重 G 时，物体会悬浮在液体中或漂浮在液面。鸡蛋在悬浮和漂浮两种状态下，浮力都等于重力，那么，这两种状态的不同之处是什么?漂浮是物体浮在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中，V物＞V排，ρ物＜ρ液；悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，物体浸没在液体中，V物＝V排，ρ物＝ρ液 。 浮沉条件在技术上的应用根据物体的浮沉条件，可以控制物体在液体中的浮沉。上面的实验就是用改变液体密度的方法来控制物体浮沉的。潜艇能在水中上浮和下潜，它是通过改变自身重力的方法来控制浮沉的，其基本原理如图 9-3-2所示。当潜艇的水舱中充入适量的水时，浮力和重力相等，潜艇就能悬浮在水中，并做水下航行了。核潜艇是重要的军事战略装备，是国家海上军事实力的重要标志。新中国成立后，中国工程院院士黄旭华(图9-3-3)率领其团队用了几十年的时间，完成了新中国第一代核潜艇的研制，使中国成为少数拥有核潜艇的国家之一(图9-3-4)。他为我国的核潜艇事业作出了突出贡献，2019年获得“共和国勋章”。气象台经常要放出探测气球(图9-3-5)用于气象观测。气球内充有密度比空气小得多的氢气，气球升空后，安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等信息用无线电传送给地面观测站。气球的顶部装有放气阀门，当其工作完毕后，会自动打开阀门释放掉部分氢气，使气球体积缩小，所受浮力随之减小，气球就会缓缓地落回地面。浮筒常被用于打捞沉船。打捞时，先在浮筒内注满水，并将其固定在沉船上，再向浮筒中输入高压空气，排出其中的水，使连成一体的沉船和浮所受的重力小于浮力，沉船随着浮筒上升。2007年我国打捞“南海一号”沉船就是采用浮筒将船身整体打捞出水的。 A2. 一个小球的重力为 10 N，将它浸没在水中时，所排开的水的重力为 20 N，那么小球浸没时受到的浮力大小为_________N；放开手后，小球将__________ (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，最终小球受到的浮力为__________N。20上浮 10D4. 2024年5月1日，我国福建舰航母成功海试。如图所示，当航母从长江内港被拖曳船拖入海洋时( )A.舰体略上浮，受到浮力不变B.舰体略上浮，受到浮力变大C.舰体略下沉，受到浮力不变D.舰体略下沉，受到浮力变大A1.请列举物体的浮沉条件在生活、生产实际中的应用事例，并与同学进行交流。物体的浮沉条件在生活、生产实际中的应用事例很多，如气球升空，利用了上浮的条件；盐水选种，利用了上浮和下沉的条件；轮船在海面上航行，利用了漂浮的条件；潜艇下潜，利用了下沉的条件等。2. 浸在液体中的物体受到的浮力为 F，重力为 G。当 F浮＞G 时，物体___________；当 F浮＜G 时，物体___________；当 F浮＝G 时，物体___________________________________。上浮 下沉悬浮在液体中或漂浮在液面上3.我国制造的全球最大的矿砂船，满载排水量达 45 万吨，矿砂船从江中驶入大海，浮力大小如何变化?装满矿砂的矿砂船和空载的矿砂船受到的浮力一样吗?矿砂船从江中驶入大海，浮力大小不变，因为矿砂船始终处于漂浮状态，漂浮时浮力等于重力，矿砂船的重力不变，所以浮力也不变，虽然海水的密度比江水大，但由于船排开液体的体积会相应变化，使得浮力始终等于重力。装满矿砂的矿砂船和空载的矿砂船受到的浮力不一样，装满矿砂时，船的总重力较大，由于漂浮时浮力等于重力，所以装满矿砂的矿砂船受到的浮力大，空载时船的重力较小，相应地受到的浮力也小。4.如图9-3-6所示是学校物理兴趣小组制作的演示潜艇原理的模型，通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮，当从烧瓶中吸气使其下沉时，烧瓶受到的浮力将( )A. 增大 B. 减小C. 不变 D. 无法判断C5.如图9-3-7所示，冰山露出海面的部分只是冰山的一小部分，所以常有“冰山一角”的说法。若海水的密度是1.03×103kg/m3，冰的密度是 0.9×103kg/m3，则这座冰山露出海面的体积是总体积的几分之几? 取一个小瓶，在瓶内加入不同量的水，塞紧瓶塞，置于液体中，使瓶，子分别处于漂浮、悬浮、上浮、下沉四种状态(图9-3-8)，体会物体的浮沉条件。