初中物理-物体的沉浮条件及应用教学课件设计

第3节物体的浮沉条件

及应用第十章浮力1知识点

物体的浮沉条件在水里，许多东西能浮在水面，比如乒乓球、木块，石蜡等；也有许多东西沉到水底，比如石头、硬币、橡皮等；那么物体的浮沉取决于什么呢？思考：受到浮力相同的物体有些能浮在水面，有些却

沉入水底，这是为什么?结论：物体的浮沉与物体的重力的大小有关。思考：为什么重力相同的物体有些浮在水面，有些却

沉入水底?结论：物体的浮沉还与物体受到的浮力的大小有关；

排开的体积越大，所受到的浮力越大。物体浸没在液体中时，究竟是浮还是沉，是由该物体在液体中所受浮力和重力之间的大小关系决定的。当F浮＝G时,即二力平衡，此时物体将静止在液体中任意深度的位置称为悬浮。悬浮F浮G前提：物体完全浸没即V排=V物下沉前提：物体完全浸没即V排=V物

当F浮＜G时，合力方向竖直下，物体在液体中向下运动称为下沉。GF浮前提：物体完全浸没即V排=V物上浮GF浮当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体在液体中向上运动称为上浮。F浮G漂浮物体上浮过程中开始浮出水面这时F浮逐渐减少，到F浮=G时，物体静止在液面上称为漂浮。

此时V排

<V物思考：漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？共同点：1.在平衡力的作用都处于静止状态(其中悬浮是静止在液面以下的任何位置；漂浮是静止在液面上的任何

位置)。2.物体处于悬浮和漂浮时，浮力等于重力。不同点：漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整物体浸没在液体中。物体的浮沉条件前提：浸没在液体中的物体当F浮＝G时，即二力平衡此时物体将悬浮。当F浮＜G时，合力方向竖直向下，物体就下沉。当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体就上浮。物体漂浮时，F浮＝G，且V排<V物物体密度与液体密度间的关系知识拓展：F浮＞

G上浮：r液＞

r物

F浮=

G悬浮：r液

=r物

F浮＜

G下沉：r液＜r物浮力：F浮＝r液gV排；重力：G＝r物g

V物；

V排=V物研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。漂浮：

r液＞r物

根据浮沉条件进行比较如图所示，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。则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【例1】A1小晴在清洗苹果和梨子时，发现苹果漂浮在水面，而梨子却沉到水底，对此，她作出了如下推断，其中正确的是(

)A．梨子所受的浮力比重力大B．梨子所受的浮力比重力小C．苹果所受的浮力小于重力D．苹果所受的浮力大于重力B如图所示，完全相同的两个物体分别放在甲、乙两种不同液体中静止后，两容器中液面相平，比较物体在两种液体中所受浮力F甲与F乙及两种液体对容器底部的压强p甲和p乙的大小，下列说法中正确的是(

)A．F甲＝F乙，p甲＝p乙B．F甲＞F乙，p甲＞p乙C．F甲＝F乙，p甲＞p乙D．F甲＜F乙，p甲＜p乙2C2知识点

浮力的应用早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。我国古代对浮力的应用周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。

我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。

三国时期有“曹冲称象”。除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，宋朝真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。航空母舰长风破浪潜水艇热气球密度计1.轮船(1)工作原理：轮船是利用物体_______在水面的原理工作的。(2)利用把密度比水大的钢材制成_______的使它排开更多的水，增大可利用的________。(3)轮船在河里和海里都处于漂浮状态，因而所受浮力________，根据阿基米德原理，它在海水里比在河水里浸入的体积_______。(4)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。漂浮空心浮力相等小船总是漂浮在水面上，一艘船从河里驶向大海，它受到的重力大小______(变大、变小、不变)；它受到的浮力大小_____(变大、变小、不变)；都_____(大于、等于、小于)船受到的重力；它排开水的体积_____(变大、变小、不变)；轮船是下沉些还是上浮些？河水海水不变不变变小等于上浮一些潜水艇水中蛟龙潜水艇沉入水中潜水艇浮出水面潜水艇(改变自重，体积不变)1.潜水艇的上浮、下沉和悬浮，靠改变自身的重力来实现(但它的体积不发生改变)2.潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的

多少。热气球气袋吊篮喷嘴喷嘴点火加热,袋内空气受热膨胀,排开气体的体积增大，浮力增大,浮力大于重力时,气球上升。小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示，下列说法正确的是(

)A．铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大B．铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大C．乙杯液体的密度较大D．甲杯液体的密度较大【例2】C1一艘轮船从长江驶入大海，下列分析正确的是(

)A．浮力变小，船体上浮一些B．浮力变大，船体下沉一些C．浮力不变，船体下沉一些D．浮力不变，船体上浮一些D2【中考·永州】2012年11月，我国自行研制的舰载多用途歼－15战斗机，首次成功起降在中国第一艘航空母舰“辽宁舰”上，歼－15战斗机飞离航母时相对于航母是________的，当它飞离航母后，航母受到的浮力将________(填“变大”“不变”或“变小”)。运动变小1知识小结浮沉条件1.物体的浮沉条件：浮沉状况比较F浮与G物比较ρ物与ρ液漂浮F浮＝G物ρ物＜ρ液上浮F浮＞G物ρ物＜ρ液悬浮F浮＝G物ρ物＝ρ液下沉F浮＜G物ρ物＞ρ液2.辨析漂浮与悬浮：比较悬浮漂浮不同点物体静止在液体内部物体静止在液体表面V排＝V物V排<V物ρ液＝ρ物ρ液>ρ物相同点物体都处于平衡状态，F浮＝G物【中考·临沂】“蛟龙号”载人潜水器于2016年5月18日在西北太平洋完成该海域的第三次科学应用下潜。“蛟龙号”潜水器漂浮在海面上时，其受到的重力________(填“大于”“等于”或“小于”)浮力；当“蛟龙号”下潜至5000m深处时，受到海水的压强是________Pa。(ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)易错小结等于5×107

易错点：错误认为漂浮时重力小于浮力1（多选）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密度计漂浮的越高，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密度计排液体积越大，液体密度越大D密度计漂浮的越高，液体密度越大BD2解：满载时船及所装货物的总重：G＝F浮＝m排g＝106kg×10N/kg＝107N；船排开河水的体积：V排＝

＝103m3。排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物总共有多重？所受河水的浮力是多少牛？如果河水密度为1×103kg/m3，船排开河水的体积是多少立方米？g取10N/kg。解：因为木块的密度小于水的密度，因此木块在水中静止时一定是漂浮的，浸在水中的体积：V＝＝1.6×10－4m3。某一木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3。把它浸没在水中后放手，为什么木块不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上静止时，浸在水中的体积有多大？3解：固体的密度：ρ＝

＝1.5×103kg/m3，因为固体的密度大于盐水的密度，故下沉；固体受到的浮力：F浮＝ρ盐水gV排＝1.1×103kg/m3×10N/kg×0.00012m3＝1.32N；容器底部对它的支持力：F＝G－F浮＝1.8N－1.32N＝0.48N。体积为120cm3的一块固体，重1.8N，放在密度为1.1×103kg/m3的盐水中为什么会下沉？当固体浸没在盐水中静止时，容器底部对它的支持力有多大？4一个飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3。当装入多少货物时，气艇能够悬浮在空中？空气的密度为1.29kg/m3。5解：飞艇受到的浮力：F浮＝ρgV排＝1.29kg/m3×10N/kg×1500m3＝1.935×104N；飞艇的重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N；货物的重力：G′＝F浮－G＝1.935×104N－1.5×104N＝4.35×103N。因此货物的质量m′＝

＝435kg。油漂浮在静止的水面上，说明油的密度_______(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度，一实心物体刚好能悬浮在水中，将此物体放入足够多的油中时，物体将________(填“漂浮”“上浮”“悬浮”或“下沉”)。6小于下沉2015年6月1日，由南京驶往重庆的“东方之星”旅游客轮突遇龙卷风发生翻沉。经过多方营救，截至6月3日，已有14人获救。其中，张辉依靠救生圈在湍急的江水中漂流了10多个小时，终于在岳阳获救。张辉在江水中漂流时，他与救生圈的总重力________(填“大于”“等于”或“小于”)所受总浮力。7等于【中考·菏泽】新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示。两只鸡蛋的体积分别是VA、VB，质量分别是mA、mB，两只鸡蛋受到的浮力分别为：FA＝________，FB＝____________(已知水的密度为ρ)。8mAgρgVB如图所示，潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为F浮______(填“＞”“＜”或“＝”)G。当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。9＝上浮如图所示，我国自行研制的飞艇悬浮在北京奥运会赛场上空，成为北京奥运会的一道亮丽的风景。图中飞艇自重1.2×104N，所携设备重8000N，则其受到空气的浮力为________N。102×10411.【中考·盐城】小明探究怎样使物体上浮或下沉，用手将质量为150g，体积为1.6×10－4m3的苹果浸没在水中，苹果受到的浮力为______N。松手后苹果将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，最后静止时，苹果受到的浮力是______N。(g取10N/kg)1.6上浮1.5点拨：当苹果浸没在水中时，排开水的体积就等于苹果的体积，即V排＝V物＝1.6×10－4m3，此时苹果受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1000kg/m3×10N/kg×1.6×10－4m3＝1.6N；m＝150g＝0.15kg，苹果受到的重力G＝mg＝0.15kg×10N/kg＝1.5N，因为G＜F浮，所以松手后苹果会上浮，当苹果静止时，漂浮，受到的浮力F浮′＝G＝1.5N。12.【中考·扬州】我国自行设计的水下滑翔机“海翼”成功下潜至6329m深处，打破了世界纪录。“海翼”的外形设计成流线型，是为了________；在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”以减小重力，这是因为碳纤维材料的________小；“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，使浮力________重力。减小阻力密度大于点拨：“海翼”的外形设计成流线型，是为了减小阻力；在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”以减小重力，这是因为碳纤维材料的密度小；需要上浮时，油囊会鼓起来，使浮力大于重力。13.【中考·泸州】把重8N、棱长为0.1m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中，当物块静止时，处于__________(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态，此时物块所受浮力大小为________N。物块下表面受到水的压强大小为________Pa。(已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)漂浮8800点拨：物块的体积V＝(0.1m)3＝0.001m3，物块的质量m＝

＝0.8kg，物块的密度ρ＝

＝0.8×103kg/m3<1.0×103kg/m3，即物块的密度小于水的密度，根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮；根据漂浮条件可知，物块受到的浮力F浮＝G＝8N；物块排开水的体积V排＝

＝8×10－4m3，浸入的深度h＝

＝0.08m，14.【中考·达州】某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度，已知木块的重力为3N，体积为500cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2.5N，g取10N/kg，盐水密度是________kg/m3；若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是________N。(一切摩擦与阻力均忽略不计，绳对物体的拉力等于弹簧测力计示数)1.1×1033点拨：对木块进行受力分析可知该木块受到的浮力为：F浮＝G＋F拉＝3N＋2.5N＝5.5N，由阿基米德原理可知该盐水的密度为：ρ盐水＝

＝1.1×103kg/m3；由题意可知该木块的密度为：ρ木＝

＝0.6×103kg/m3即木块的密度小于盐水的密度，故当剪断细绳时，木块将上浮，最终漂浮在液面上，最终静止时所受浮力：F浮′＝G＝3N。15.【中考·无锡】小明利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。(1)制作密度计的过程中，需要一个盛放液体的容器，现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择，则小明应选择______________。(2)小明将自制的密度计放入水中，发现密度计不能直立漂浮，其原因可能是___________。改进后小明将密度计放入水中，用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm，则吸管浸入水中的深度h水＝________cm。250mL的量筒重心偏高7.2(3)小明将该密度计放入某液体中，吸管浸入液体的深度为9cm。则此液体的密度是多少？(ρ水＝1.0×103kg/m3，细铜丝及石蜡等材料的体积忽略不计)

设密度计的底面积为S，吸管浸入水中的深度为h水＝18cm－10.8cm＝7.2cm，浸入液体中的深度为9cm，则ρ水gSh水＝ρ液gSh液，即1.0×103g/m3×g×S×0.072m＝ρ液×g×