八年级物理第10.3卷物体的浮动和下沉条件及应用(新教育版)

物体的浮沉条件及应用
【学习目标】
1．知道物体的浮沉条件。
2．知道浮力的应用。
3．通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的。
【学习过程】
一、学生展示
1．浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它________________________。这就是著名的阿基米德原理。用公式表示为F浮=_______=__________。
2．当物体浸没在液体中时，它排开液体的体积等于___________ ______，即V排=V物。
3．当物体漂浮在液面上时，它排开液体的体积等于_________________________。
4．密度为0.6克/厘米3的实心木块分别投入水和酒精中，则木块在两种液体中的状态是（ρ酒精=0.8克/厘米3）（   ）
A．都悬浮  
B．都漂浮
C．在水中漂浮，在酒精中悬浮
D．在水中漂浮，在酒精中沉底
5．物体浸没在液体中，所受浮力的大小跟哪个因素有关?（   ）
A．物体的形状    
B．物体的密度
C．物体排开液体的重力
D．物体在液体中所在的深度
6．潜水艇由海面下10米深处潜至20米深处的过程中（   ）
A．它受到的压强增大，浮力不变  
B．它受到的压强、浮力都不变
C．它受到的压强浮力都增大   
D．它受到的压强不变，浮力减小
二、目标定向
演示：出示铁块和木块让学生观察发现它们体积相等。将体积相同的铁块和木块同时浸没在水中后松手。
现象：铁块沉入杯底而木块上浮最终浮在水面。
提问：为什么松手后铁块沉底而木块上浮？液体中，物体的浮沉取决于什么呢？

三、学生自学
自学指导
当把物体浸没在液体中时，物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，如图甲所示，是物体浸没在液体中时的受力情况。
 
当F浮>G物时，物体受到非平衡力的作用，物体上浮，会露出液面一部分体积，最终漂浮在液面上，如图乙所示。漂浮时：F浮=G物
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，会悬浮在原来的位置，如图丙所示。悬浮时：F浮=G物
当F浮
另外：物体的重力G物可表示为： ，排开液体的重力G排可表示为 ，又 因F浮=G排，所以 ，当物体浸没在液体中时V物=V排，所以
当F浮>G物时，即ρ液gV排>ρ物gV物，可得出ρ液 >ρ物时，物体上浮，最终漂浮 在液面上。
当F浮=G物时，即ρ液gV排=ρ物gV物，可得出ρ液=ρ物时，物体悬浮在液体中。
当F浮
总结以上可以归纳得出物体浮沉的条件是：浸没在液体中的物体，
（1）若G物
（2）若G物=F浮或ρ物=ρ液，物体悬浮。
（3）若G物>F浮或ρ物>ρ液，物体下沉。
阅读课本上的内容，并回答下列问题：
从浮力的角度看，轮船采用了_______法增大浮力，从而使轮船漂浮在水面上。这种办法的好处是：比同体积的实心体重力______（填“大”或“小”），而且还可以使排开的水_____，所以受到的浮力比同体积的实心体受到的浮力_______（填“大”或“小”）。
轮船的大小通常用________来表示。排水量就是轮船________时排开水的_________。如果一艘轮船，它的排水量是1×104t，在密度为1×103kg/m3的河水中航行，根据物体漂浮的条件（F浮=G物），它满载时排开河水的体积是___________m3，如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中，所排 开的海水的体积比河水的体积______（填“大”或“小”），如果从河流驶入大海，它将_______一些（填“上浮”或“下沉”）。
潜水艇两侧有______，向水舱中冲水时，潜水艇的重力逐渐_______。当潜水艇的重力等于它排开的水重 力（即浮力）时，潜水艇可以_______在水中，当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时，潜水艇的重力_______，从而使重力______浮力，而上浮。所以潜水艇是通过改变______________来实现上浮和下沉的。
气球里的气体密度_______空气的密度，这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力（即浮力），所以能浮在漂浮在空中。当气球里的气体体积减小时，它排开空气的体积 减小，所受到的浮力减小，所以可以降到地面上。飞艇内冲入的也是密度较小的气体，也是通过改变自身的体积来改变浮力，从而实现上升和降落。
四、合作探究
应用中的几个问题
1．铁的密度大于水的密度，为什么轮船还可以浮在水面上呢？

2．潜水艇是怎样实现上浮与下潜的？

3．热气球、飞艇是如何升降的？

五、答疑解惑
一个体积为1000cm 的空心铁球，其空心部分的体积占整个体积的4/5，用手拿住浸没在水中，（1）求铁球受到的浮力是多少牛？（2）放手后铁球将上浮、悬浮还是下沉？

六、反馈评价
1．潜水员由水面下2m深处潜入水面下20m深处的过程中，他受到的压强、浮力变化情况是（   ）
A．压强增大，浮力增大
B．压强增大，浮力不变
C．压强不变，浮力增大
D．压强减小，浮力不变
2．湖底的一个水泡上浮时（不计温度影响）（   ）
A．体积变大
B．体积变小
C．体积不变
D．不好判断
3．一只小船上装有一块大石头，浮在水池的水面上，如将石头从小船中取出投入池水中，待池水面静止时，池中的水面高度将（   ）
A．上升        B．下降       C．不变         D．无法判断
4．一只小船上装有大木头，浮在水池的水面上，如将木头从小船中取出投入池水中，待池水面静止时，池中的水面高度将（   ）
A．上升        B．下降       C．不变         D．无法判断
5．船从海里开到河里，它将（   ）
A．上浮一些    B．下沉一些   C．不变         D．无法判定
6．浸没在水中的铜制空心球，将它释放后，它将会（   ）
A．上浮
B．下沉
C．悬浮
D．三种情况都有可能
7．悬浮在水中的铁球（   ）
A一定空心
B．可能空心
C．一定实心
D．无法判定
8．将一边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时，从杯中溢出600g水，如下图所示。求：（计算时取g=10N/kg）
 
（1）木块受到的浮力。
（2）木块的密度。
（3）木块下表面受到水的压强。

七、知识整合
1．浸没在液体中物体
①当它所受的浮力大于重力时，物体上浮；
②当它所受的浮力小于所受的重力时，物体下沉；
③当它所受的浮力与所受的重力相等时，物体悬浮在液体中或漂浮在液面上。
反之亦然，漂浮在液面上的物体受到的浮力等于受到的重力。
2．浮力的应用
轮船：采用空心的办法增大排水量。排水量——轮船按设计的要求满载时排开的水的质量。潜水艇：改变自身重来实现上浮下沉。
气球和飞艇：改变所受浮力的大小，实现上升下降。
八、课外作业
1．练习册每天1练。   
2．教材课后经典习题。
【中考宝典】
1．一艘轮船在河里航行时的排水量是105吨，它受到的浮力为________牛。从河里开到海里，它受到的浮力________（填“变大”、“变小”或“不变”），由于河水密度________海水密度（填“大于”、“小于”、“等于”），船从河里开到海里排开液体体积_______（填“变大”、“变小”、“不变”）。
2．物理小组制作的潜水艇模型如图所示。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、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸气，烧瓶将会（   ）
 
A．上浮，它受到的浮力增大
B．下沉，它受到的浮力减小
C．下沉，它受到的浮力不变
D．上浮，它受到的浮力不变