10.3 物体的浮沉条件及应用 课件-人教版初中物理八年级下册

这是一份人教版（2024）八年级下册（2024）物体的浮沉条件及应用精品ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了V排V物，ρ液＞ρ物，ρ液gV排，ρ液ρ物，F浮+F支，增大V排，∴ρ甲＜ρ乙，计算浮力的四种方法，F浮G物，F浮＝G－F拉等内容，欢迎下载使用。
明明是同一个橘子，为什么有时会浮起，有时会沉底呢？
将这些物体完全浸没在水中。松手后哪些物体会上浮？哪些会下沉呢？这是为什么?
将玻璃瓶完全浸没在水中。松手后，玻璃瓶会上浮。
将鸡蛋完全浸没在水中。松手后，鸡蛋会悬浮。
将橡皮泥完全浸没在水中。松手后，橡皮泥会下沉。
浸没在液体中的物体由静止释放，其浮沉存在三种情况：
对浸没在液体中的物体状态分析
ρ液 gV排＞ ρ物 gV物
最后漂浮在水面，V排＜V物 ，F浮 = G。
ρ液 gV排= ρ物 gV物
物体可以停留在水面下的任何位置。
ρ液 gV排< ρ物 gV物
最后下沉到水底，V排 = V物 ，F浮 ＋F支 = G
浸没在液体中的物体由静止释放，其浮沉与物体和液体密度有关：
ρ液 = ρ物 悬浮
物体浮沉状态的受力分析
不同颜色的物体密度是不同的
物体沉浮的条件：浸没在液体中的物体的浮沉情况取决于所受_____力和_____力的大小关系。（1）当F浮＞G物时，物体会______，最终漂浮。（2）当F浮 ____G物时，物体受力______，可以悬浮在液体内。（3）当F浮 ____G物时，物体下沉，最终沉底。
不饱满种子：ρ种子＜ρ盐水
饱满种子：ρ种子＞ρ盐水
如何利用物体的浮沉条件，改变以下物体的浮沉情况？
通过增加重力或减小浮力。
活动一：如何使空玻璃瓶下沉
改变 F浮 或 G
潜水艇通过 实现上浮和下潜
浮沉子通过实现上浮和下潜
活动二：如何使鸡蛋上浮
人在水中会下沉，但是在死海中却能漂浮于水面。因为死海水的密度大，增大了人的浮力。
活动三：如何使橡皮泥漂浮
将橡皮泥捏成空心状，虽然它的体积增加了，但有一部分漏在水面之外。V排 真的增加了吗？
对比发现，橡皮泥捏成空心后，液面更高了，说明V排确实增大了。
人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流。后来人们发明了船，它能承载更多的人和物。1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约147m，是当时世界上最大的木船。
橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉。
把橡皮泥捏成瓢状放在水面，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。轮船就是根据这个道理制造的。
由于船体做成空心的，它排开水的体积增大，受到的浮力增大，所以能漂浮在水面上。
轮船的大小通常用排水量来表示。
排水量就是轮船装满货物时排开水的质量：m排=m船+m货。
辽宁舰于2012年正式交付海军使用，它满载排水量67500 t，舰长304 m，舰宽70.5 m，面积相当于两个足球场的大小。
水天一色。在一望无际的海洋上，威武、壮观的中国第一艘航空母舰“辽宁舰”破浪前行……
思考：一艘轮船从长江驶向东海， 轮船的吃水深度如何变化？
∴ F浮 ＝ G船 不变
长江，作为亚洲第一长河，全长约6300公里，它发源于青藏高原的冰川融水，途径11个省级行政区，最终在上海市的崇明岛附近汇入东海。
轮船从河里驶入海里，浮力大小_____，排开液体的体积______（选填“变大” “变小” 或“不变” ），轮船________一些（选填“浮起来” 或“沉下去” ）。
密度计是测量液体密度的常用工具。 它是一个下端有配重的中空玻璃管，玻璃管上标有刻度，将密度计放入液体中时，它能竖直的漂浮在液面上，液面所对应的刻度值就显示了液体的密度。
我们将同一支密度计分别放入两种液体中，情况如图所示，请你仔细观察现象，探判断哪种液体的密度较大。
同一支密度计的重力不变，所以有 ρ甲 g V排甲= ρ乙 g V排乙
由图知，V排甲 ＞V排乙
小明自制了一支密度计，将其分别放入盛有液体密度为ρ甲和ρ乙的甲、乙两个容器中，静止时，如图所示，从观察到的现象可以判断：ρ甲________ρ乙；两密度计受到的浮力： F甲________F乙；它们排开液体的质量： m甲________m乙．（以上均选填“＜”“=”或“＞”）
如果气球里充的是密度小于空气的气体，那么气球可以飘在空中。
例如，节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是氦气；体育、娱乐活动用的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
为了能定向航行，人们还制成了飞艇：在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、装货的吊篮。20 世纪20至30年代，飞艇曾盛极一时，用来进行军事侦察、轰炸敌方目标或作为空中交通工具。后来连续发生了几次气囊中氢气爆炸的事故，飞艇的飞行速度又不及飞机，便逐渐被飞机取代。近年来由于能源危机，且可以用不会爆炸的氦气代替氢气，人们对造价低廉、消耗燃料少、装载量大的飞艇又重新重视起来。
F浮= G排= m排g =ρ液gV排
F浮= F向上－ F向下
解析：（1）将物体浸没在水中，V排=V物=100 cm3=1×10-4 m3， F浮 = ρ水V排 g = 1.0×103 kg/m3×1×10-4 m3×10 N/kg =1 N； （2）G = mg = 0.09 kg×10 N/kg = 0.9 N， 因为F浮＞G，所以松手后物体将上浮； （3）物体静止时，处于漂浮状态，受到的浮力F浮′=G=0.9 N， 排开水的重力：G排′=F浮′=0.9 N， 排开水的质量：
一物块的质量为90 g，体积为100 cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为___N，松手后，物体将会______（上浮/下沉/悬浮），最终静止时物体排开水的质量______g。（g=10 N/kg，ρ水=1.0 g/cm3）
体积均为 200cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示。已知木块重 1.8N，合金块重6N，则木块受到的浮力为 _______N，合金块受到的浮力为 _____N。(g 取 10 N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3 )
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)
1. 一个木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3，把它浸没在水中后由静止释放，这个木块为什么不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上时，浸在水中的体积是多少？
2. 排水量为1000 t 的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物的重力为多少?所受河水的浮力是多少?如果河水的密度为1.0×103 kg/m3，船排开河水的体积是多少? (g 取10 N/kg)
（1）m总=m排=1000 t=1×106 kg， G总=m总g=1×106 kg×10 N/kg=1×107 N
（2）轮船漂浮，F浮=G总=1×107 N
（3）轮船排开河水体积：
解析：这块固体浸没在盐水中受到的浮力为
∵F浮 ＜G固 ∴它会下沉至沉底。
3. 体积为120 cm3、重1.8 N的一块固体，在密度为1.1×103 kg/m3的盐水中为什么会下沉？当这块固体浸没在盐水中静止时，容器底部对它的支持力有多少？
F浮 = G排 = ρ盐水 gV排 = 1.1×103 kg/m3 ×10 N/kg×120×10﹣6 m3=1.32 N
沉底时有：F浮＋F支=G固
所以，支持力F支=G固－F浮=1.8 N－1.32 N=0.48 N
4. 一个飞艇充入气体后的质量是1.5 t，体积为1500m3。当飞艇悬浮在空中时，它装了多少货物？空气的密度取 1.29 kg/m3。 g取10N/kg。
5. 如图所示的自制简易密度计是把吸管的下端密闭并缠绕一段铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中。由观察到的现象判断甲、乙哪杯液体的密度大，说出你的理由。
解析：密度计在不同液体中都漂浮：F浮 ＝G 。
由图知，V排甲 ＞V排乙 ∴ρ甲＜ ρ乙。
　　三国时期，孙权送来一头巨大的象，曹操想要知道这头象的质量，向他的下属询问，可众大臣都不能想出称象的办法。曹冲说：“把象安放到大船上，看船身下沉多少，就沿着水面，在船舷上画一条线。然后将石头装上船，那么比较之下就能知道结果了。……”曹操听了很高兴，立刻按照这个办法实施行动，果然称出了大象的质量。　　这个故事中蕴含的物理知识是什么？
F浮 = ρ液 gV排 = G物，当ρ液、g、V排不变，物体质量不变。
当物体自身重力减小，浮力大于重力，物体上浮。
　　宋朝河中府有一座浮桥，用八头铁铸的牛来固定着它，一头铁牛将近几万斤。治平年间，河水暴涨冲断了浮桥，牵动铁牛，沉到河里，朝廷招募能够捞出铁牛的人。真定有个名叫怀丙的和尚，在两只大船上装满泥土，使其沉入水底，然后把铁牛系到船上，用大木头做成秤钩的形状钩住铁牛，慢慢地去掉船上的泥土，船浮出水面的同时铁牛浮上来了。　　这个故事中蕴含物理知识是什么？
下面的“吃水线的知识” 二选一即可
沉底：F浮＝G物－F支
轮船（漂浮）潜水艇（改变自身重力来浮沉）气球和飞艇（充入密度小的气体升空）密度计（漂浮）
F浮＞G物，ρ液＞ρ物
F浮＝G物，ρ液＝ρ物
F浮＜G物，ρ液＜ρ物
若展开公开课，可以自制浮沉子（魔术导入）如下图：
老师制作了一个瓶子，瓶子里有水中的小鱼和夹子都能听我的指挥。它们为什么能自由的在水中浮沉呢？我们一起学习《物体的浮沉条件及应用》来揭开其中的奥秘吧。