第3节《物体的浮沉条件及应用》导学案(原卷版)

新课标八年级第十章浮力第3节《物体的浮沉条件及应用》导学案【学习目标】1.知道物体浮沉的条件,能根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉状态；2.了解轮船漂浮的原理，知道轮船的排水量（m排）；3.了解潜水艇漂浮和悬浮的原理；4.了解气球和飞艇的原理。【学习重点】：掌握物体的浮沉条件及浮力的应用。掌握物体的浮沉条件及如何改变物体的浮沉。【学习难点】1.能用浮力知识解决一些实际问题；2.与浮力的四种计算方法有关的计算。【自主预习】1.物体的沉浮取决于物体所受的_______和_______的大小。浸没在液体中的物体：特别提醒判断物体浮沉的两种方法：①比较浮力F浮与重力G的大小；②比较液体密度ρ液与物体密度ρ物的大小(1)当F浮＞G时：物体_______,最后物体_______（部分浸入）。(2)当F浮=G时：物体_______；可停在液体内部任意位置。(3)当F浮＜G时：物体_______；最终沉在水底（对容器底部有压力）。2.轮船：把密度大于水的材料做成_______的方法,可以使排开水的体积增加,从而增大可以利用的_______，实现_______；轮船的大小通常用_______表示,它表示轮船满载货物时排开水的质量。3.潜水艇：通过_______来实现上浮和下沉。潜水艇在水下时排开水的体积不变，其所受浮力不变。4.气球、飞艇：通过改变气囊里气体的密度，从而改变其受到浮力的大小来实现升降的。5.密度计：在任何液体中都处于_______状态，越靠上示数越_______。【合作探究】探究性问题一：物体的浮沉条件1.当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的和竖直向下的的作用,如上图所示,是物体浸没在液体中时的受力情况。（1）当F浮>G物时：物体受到非平衡力的作用,物体_______,会露出液面一部分体积,最终漂浮在液面上,如图所示。漂浮时:F浮_______G物(选填“>”、“=”或“<”)。（2）当F浮=G物时：，这两个力相互抵消,物体保持原来的静止状态,会_______在原来的位置,如图所示.（3）当F浮<G物时：物体受到非平衡力的作用,物体_______,最终沉在底部,并受底部的支持力,如图所示.沉到底部时:F浮<G物(选填“>”、“=”或“<”)。2.如果实心物体（质量均匀）浸没在液体中：物体的重力G物可表示为:G物=_______,排开液体的重力G排可表示为G排=_______,又因F浮=G排,所以F浮=ρ液gV排,当物体浸没在液体中时,V物=V排,所以:(1)当F浮>G物时,即ρ液gV排>ρ物gV物,可得出_______时,物体上浮,最终漂浮在液面上。(2)当F浮=G物时,即ρ液gV排=ρ物gV物,可得出_______时,物体悬浮在液体中。(3)当F浮<G物时,即ρ液gV排<ρ物gV物,可得出_______时,物体下沉,最终沉在底部。【例题1】如图所示，质量相同，而形状不同的甲、乙两实心物体，分别静止在水面以下1m和2m深处，由此可以判定A．甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力B．甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力C．甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力D．甲物体的密度比乙物体小探究性问题二：浮力的应用教材（想想做做）盐水浮鸡蛋问题：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？水浓盐水实验现象：鸡蛋放在清水中先是_______；加盐后，鸡蛋上浮直至_______在水面上；再加清水后，鸡蛋又_______直至沉底。分析：鸡蛋受到的_______不变。根据阿基米德原理_______变大，_______变大了，鸡蛋的状态会发生变化。提出问题：根据浮沉条件，要想改变物体的浮沉情况，有哪几种办法呢？解决问题：（1）可用改变物体所受的____力（2）改变自身的____力来实现。拓展：轮船，潜水艇和气球和飞艇就是用上面的方法实现浮沉的。我们一起看下面的实验。1.轮船轮船是钢铁制成的，钢铁的密度远大于水的密度，为什么可以漂浮在水面上，还能承载那么多货物呢？教材（想想做做）制作橡皮泥小船橡皮泥的密度比水的密度大橡皮泥放入水中会下沉。怎么使它漂浮在水面？看看谁做的船能承载更多的重物？将这块橡皮泥做成小船形再次放在水中，看到什么现象？怎样能让橡皮泥载更多物体？同一块橡皮泥做成船状能漂浮的原因是它变成了的，增大了的体积，因而增大了，所以能飘起来。（1）轮船的工作原理：采用“_______”的办法，增大可以利用的_______。具体方法是把密度比水大的钢材做成空心的，使轮船能排开更多的水，根据阿基米德原理可知，浮力增大，从而_______在水面上。解题技巧：轮船在不同液体中都处于漂浮状态，即F浮=G船，当轮船从长江驶入大海时，由于都处于漂浮状态，所以浮力不变，根据F浮＝G排＝ρ液gV排可知，ρ液变大——>V排变小轮船将上浮一些；（2）排水量（m排）轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开的水的_______。当轮船满载航行时处于漂浮状态，所受浮力等于船所受到的总重力，即F浮＝G船总，而F浮＝m排g、G船总＝(m船＋m货)g，因此m排＝_______，即轮船排水量等于船自身的质量与满载时货物的质量之和。2.潜水艇(1)工作原理：通过水舱充放水改变自身_______来实现潜水艇的下潜、上浮的。(2)方法：潜水艇两侧有水舱,向水舱中充水时,潜水艇的重力逐渐_______,增大到F浮_______G时，可悬浮于某一位置航行；至F浮_______G时，则潜水艇下潜。当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,当F浮_______G时,而上浮.解题技巧：潜水艇在水面下航行时，根据F浮＝G排＝ρ液gV排可知ρ液不变，V排不变，所以浮力不变。当潜水艇从长江驶入大海时，要想让潜水艇仍处于悬浮状态，潜水艇需吸水；3.气球和飞艇工作原理气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体密度必须小于空气密度，一般充有氢气和氦气。充气时体积增大，排开空气重力增大，浮力也增大。当浮力增大到大于重力时，气球或飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球或飞艇就下降。因此，它们是通过改变浮力来实现上升、下降的。要指出的是，有一种热气球是通过加热方式使球内气体热胀达到减小气体密度增大浮力，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小而减小浮力，降回地面。4.密度计(1)工作原理：密度计_______在被测液体中,F浮＝G，浮力大小_______。(2）用它来测量液体密度时，密度计_______在液体中，F浮=_______且不变，利用阿基米德推导式F浮=ρ液gV排，ρ液改变，_______改变，从而可以比较_______的大小，且可以读数。(3)刻度分布特点：上面刻度_______，下面刻度_______。（刻度分布不均匀）【例题2】下列说法正确的是（）A．轮船在河里和海里航行时，在海里受到浮力大一些B．航空母舰甲板上的飞机起飞以后，航母要上浮一些C．氢气球在空中上升过程中，气球内的气体质量不变D．潜水艇在海面下和江面下悬浮时，受到浮力一样大【精讲点拨】1.物体的浮沉主要是由物体的重力和浮力所决定的，进而可以推出根据物体的密度和液体密度的关系判断物体的浮沉，但是物体的浮沉不是密度决定的，在判断物体的最终状态的时候，要判断它这一时刻重力和浮力的关系。2增大浮力的方法：①增大液体的密度：如在水中加盐并搅拌，可以使沉底的鸡蛋浮起来。②增大物体排开液体(或气体)的体积：如体积庞大的万吨巨轮等。减小浮力的方法：①减小液体的密度：如漂浮在盐水中的鸡蛋，可以采用加清水的方法减小液体的密度，使鸡蛋下沉。②减小物体排开液体(或气体)的体积：如飞艇降落时，将辅助气囊中的气体放出，使飞艇排开空气的体积减小。【归纳整理】一、物体的浮沉条件。浸没在液体中时：判断方法比较F浮和G物比较ρ液和ρ物上浮F浮>G物ρ液>ρ物悬浮F浮=G物ρ液=ρ物下沉F浮<G物ρ液<ρ物判断物体浮沉的条件：通常情况下，判断物体的浮沉有两种方法：一是根据力的关系来判断，即根据浮力和重力的大小关系，结合浮沉条件来判断；二是根据物体密度与液体密度的关系来判断。解读：总有同学认为“上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小”，这种说法是不正确的。事实上物体的沉浮决定于物体受到的浮力和物体重力的大小关系，而不是只决定于物体受到的浮力大小。大石块受到的浮力再大，只要还小于自身的重力，就不会上浮；小木块受到的浮力再小，只要还大于自身的重力，就不会下沉。悬浮与漂浮有相似之处，也有重要区别。相似之处是：物体都处于平衡状态，各自所受重力和浮力是大小相等的一对平衡力。重要区别是：（1）它们在液体中的位置不同，悬浮是物体可以静止在液体内部任一地方，而漂浮则是物体静止在液体表面上；（2）处于悬浮状态的物体，其密度与液体密度相等，处于漂浮状态的物体，其密度小于液体的密度，其体积大于物体排开液体的体积。二、浮力的应用：(1)重力不变，改变_______：轮船(2)浮力不变，改变自身_______：潜艇的沉浮(3)同时改变_______和_______的大小：氢气球、热气球【当堂练习】1.小明将一个西瓜和一个梨子放入水缸中，发现西瓜浮在水面上，而梨子却沉入水底，如图所示。此时西瓜与梨子受到的浮力相比较(

)A.西瓜受到的浮力大 B.梨子受到的浮力大

C.它们受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小2.将一小石块和大木块抛入水中，结果发现木块浮在水面上，而石块却沉入水底。就此现象，下列分析正确的是(

)A.石块比木块重

B.石块沉入水底，所受浮力小于自身的重力

C.木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力

D.木块浮在水面上，是因为其所受的浮力大于自身的重力3.如图所示我国山东舰航母，一架舰载机飞离航母后(

)

A.航母始终漂浮，所受浮力不变 B.航母将沉下去一点，所受浮力增大

C.航母将浮上来一点，所受浮力减小 D.航母将沉下去一点，所受浮力减小4.如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断中正确的是(

)

A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度

B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度

C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力

D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力5.如图所示是常见的热气球。现把热气球点火升空后，停留在空中某一高度处。若想让热气球降落回地面，可能的做法及原理是(

)

A.增强火力，减小浮力 B.增强火力，增大重力

C.减小火力，减小浮力 D.减小火力，增大重力6.如图所示，水面下有两艘完全相同的潜艇，其中一艘正在上浮，另一艘正在下潜，以下判断正确的是(

)

A.正在下潜的是甲艇

B.没露出水面前，上浮潜艇所受的浮力不断增大

C.正在下潜的潜艇，所受的浮力不断减小

D.两艘潜艇所受的浮力相同7.将乒乓球压入水底，松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2，跃出水面到位置3，最终在位置4静止，如图所示。则乒乓球(

)

A.在位置1、2时处于悬浮状态，受到的浮力等于自身重力

B.从位置1至2的过程中，受到的浮力逐渐变小，与潜水艇上浮的工作原理相同

C.从位置3落到位置4后，受到水的浮力逐渐变大

D.将这个球放入密度更大的液体中，静止时比它在位置4所受浮力更大8.如图所示，体积相同的三个物体静止在水中，第三个物体沉底，以下说法正确的是(

)

A.三个物体所受浮力F1<F2=F3 B.三个物体所受浮力F19.取一只空牙膏皮，一次将它挤瘪，一次将它撑开，两次都拧紧盖后，先后放入桌面上同一杯水中，静止时如图甲、乙所示。牙膏皮在水中所受浮力大小分析正确的是(

)

A.在甲中受到的浮力小 B.在乙中受到的浮力小

C.在甲、乙中受到的浮力一样大 D.在甲、乙中受到的浮力无法比较10.如图所示，水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2.两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2，则它们的大小关系为(

)A.p1>p2 B.p1<p211.如图，小瓷碗漂浮在水面上，倾斜后能沉入水底，对这一情景分析正确的是(

)

A.小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了

B.小瓷碗漂浮时受到的浮力小于它的重力

C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了

D.小瓷碗下沉过程中浮力大于重力12.如图，将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中，它竖