人教版八年级物理下册10.3浮沉条件导学案新版

第三节 物体的沉浮条件及应用
一、课程实施标准
二、教学重点、难点
重点：根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并运用浮沉条件说明生产生活中的现象。

难点：浮沉条件
三、知识要点
（一）物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向_____的重力和__________的____力。

1．如图1所示，当浮力小于重力时，物体将__________。

浸没在液体中的物体，V 排=__________； F 浮=__________，G 物=__________
如图2所示，下沉的物体最终会静止在容器底部（沉底），受到________力、________力和________力，关系为________。

【答案】下；竖直向上；浮力；
图一：下沉；V 物；G 物；mg ； 图二：支持力；重力；浮力；浮力＋支持力＝重力
2．如图3所示，当浮力等于重力时，物体受力平衡，可以______在液体内任何地方。

【答案】悬浮
3．如图4所示，当浮力大于重力时，物体将__________。

如图5所示，上浮的物体最终会静止在液面上（_________），V排_________V物，受到
_________力和_________力，关系为_________。

【答案】图四：上浮；图五：漂浮；＜；重力；浮力；F浮= G物
小结：1．物体浸没在液体中时，
（1）F浮_______G物，ρ液______ρ物，物体下沉，最终沉底；
（2）F浮_______G物，ρ液______ρ物，物体悬浮
（3）F浮_______G物，ρ液______ρ物，物体上浮，最后静止时漂浮，F浮'_______G物。

【答案】＜；＜；=；=；＞；＞；=；
2．实心物体放入足够多的液体中静止时（此时需要先判断物体的最终状态），
（1）ρ液＜ρ物，物体处于______状态，V排______V物；F浮_______G物；m浮_______m物；（2）ρ液=ρ物，物体处于______状态，V排______V物；F浮_______G物；m浮_______m物；（3）ρ液＞ρ物，物体处于______状态，V排______V物；F浮_______G物；m浮_______m物【答案】（1）下沉；=；＜；＜（2）悬浮；=；=；=（3）漂浮；＜；=；=；
实验：盐水浮鸡蛋
如图6所示，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。

在水中，鸡蛋处于____状态，F浮_______G物；
在浓盐水中，鸡蛋处于____状态，F浮'_______G物；
F浮______F浮'
【答案】下沉；＜；悬浮；=；＜；
（二）浮力的应用
实验：橡皮泥船
橡皮泥的密度比水大，他在水中会______。

把橡皮泥捏成瓢状放在水面（如图7所示），虽然它受到的______力没有改变，但是______的水较多，因而受到较大的______力，所以能______在水面上，此时F浮_______G物
【答案】下沉；重力；排开；浮；漂浮；=
1．轮船：
（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成的船，能够_______在水面上必须把它做成
_______的，使它能够_______更多的水。

F浮＝_______。

（2）排水量：轮船______________时排开水的______________。

阿基米德原理：F浮＝_______＝_______；
漂浮：F浮＝_______＝_______；
所以满载时排水量m浮＝_______＝_______。

（3）一艘轮船从河里到海里，浮力__________（原因是轮船漂浮时：F浮＝______________），由于ρ河水＜ρ海水，所以V浮_______，轮船将_______一些。

【答案】（1）漂浮；空心；排开；G物；（2）满载时；质量；G排；ρ液V排g；G物；ρ物V物g
ρ液V排；ρ物V物（3）不变；G物；减小；上浮
2．潜水艇：
（1）工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠___________来实现的。

如图8所示，潜水艇两侧有水舱，向水舱中充水时，潜水艇逐渐加重，就逐渐潜入水中。

当水舱充水，潜水艇总重等于同体积的水重时，它可以__________在水中。

当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇重力变_________，从而上浮。

实际航行时，上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。

（2）潜水艇的体积不变，浸没在同种液体中浮力___________。

【答案】改变自身重力；悬浮；小；不变
3．气体和飞艇：
工作原理：气球是利用______升空的。

气球里充的是密度______空气的气体。

如：氢气、氦气或热空气。

为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。

在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、载货的吊篮。

【答案】浮力；小于；
4．密度计：测量______密度的仪器
（1）工作原理：密度计在不同液体中均处于______状态，F浮＝______，密度计的重力______，所以密度计在不同液体中所受浮力______。

如图9所示，它是一个密封的玻璃管，其下端装有铅粒，上端有刻度。

把它放在待测的液体中时，它漂浮在液面上，液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。

（2）密度计的刻度______。

【答案】液体；漂浮；G密度计；不变；相等；从上到下，对应液体密度越来越大
三、典型例题
例1．排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共有多重？受到河水的浮力是多少牛？ρ河水=1×103kg/m3，船排开的河水的体积是多少立方米?（取g=10N/kg）？【答案】1×107N；1×107N；
【难易】较易
【考点】轮船排水量
【解析】满载时船及所装货物共重：
G排＝m排g＝1000×103kg× 10N/kg＝1×107N
因为轮船漂浮，F浮＝G排，即满载时受到的浮力：F浮＝G排＝1×107N
根据F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g，轮船排开河水的体积：
V排= F浮/ρ水g=1×107N/1×103kg/ m3× 10N/kg=1000m3
例2．如图10所示是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的甲、乙两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由观察到的现象判断_____杯液体的密度大。

理由是密度计在甲乙两杯不同液体中所受浮力_____，V排甲_____V 排乙，所以ρ甲_____ρ乙
【答案】乙；相等；＞；＜
【难易】较易
【考点】密度计的使用
【解析】同一个密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，所以F浮甲=F浮乙=G密度计=ρ液V排g 因为V排甲＞V排乙，所以ρ甲＜ρ乙
例3．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，浸没在水中的体积有多大？（g=10N/kg)
【答案】因为木块的密度比水的密度小，所以不能悬浮于水中；1.6×10-4m3
【难易】较易
【考点】排物比
【解析】V排/V物=ρ物/ρ液= V排/200×10-6m3=0.8×103kg/m3/1×103kg/m3
V排=1.6×10-4m3
例4．体积为100cm3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？（g=10N/kg）
【答案】因为此固体的密度大于水的密度；0.9N
【难易】较易
【考点】物体浮沉条件的应用
【解析】ρ固=G固/V固g=1.8N/100×10-6m3×10N/kg=1.8×103 kg/m3
F浮=ρ盐V固g=1.1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3 =1.1N
N= G固- F浮=1.8N-1.1N=0.7N
例5．一个飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3，当装入多少千克的货物时，气艇能够悬浮在空中（空气的密度为1.29kg/m3，g=10N/kg）？
【答案】4350N
【难易】较易
【考点】飞艇的原理
【解析】飞艇在空气中受到的浮力为：
F浮=ρ气V艇g=1.29kg/m3×10N/kg×1500m3=1.9358×104N
F浮 = G物+ G艇
G物= F浮- G艇= F浮-mg=1.9358×104N-1500kg×10N/kg=4350N。