八年级物理下册 10.5 物体的浮与沉课件 （新版）苏科版.ppt

物理 第十章压强和浮力 五 物体的浮与沉 导学设计 实验1 手拿一铁块将其浸没在水中 松手后铁块下沉 实验2 将一很薄的塑料袋装满水 把口扎紧后将其浸没在水中 松手后 塑料袋停在原来位置不动 实验3 将一木块浸没在水中 松手后 木块上浮 实验4 将两相同的铁块分别放入水银和清水中 一块上浮 一块下沉 五 物体的浮与沉 学点1物体的浮沉条件 分析与论证 从受力情况进行分析 浸没在水中的物体松手后只受两个力的作用 即重力和浮力 这两个力的方向相反 物体的运动状态取决于两个力的大小 实验中 铁块下沉 说明铁块所受的浮力小于重力 图10 5 2甲 实验2中 装满水的塑料袋不动 说明它所受的浮力等于重力 图乙 实验3中 木块上浮 说明木块受到的浮力大于重力 当木块露出水面 由于排开水的体积变小 所受浮力变小 当浮力等于重力时 木块漂浮在水面上 如图丙 丁所示 五 物体的浮与沉 五 物体的浮与沉 问题1 物体的浮沉情况取决于物体所受的 力和 力的大小关系 因此控制物体的浮与沉的途径有 1 保持物体 不变 通过改变液体密度或改变物体排开液体体积来改变浮力 增大浮力使物体 减小浮力使物体 2 保持物体所受 的大小不变 减小物体自身重力使物体 增大物体自身重力使物体 问题2 物体上浮 下沉是运动过程 在此过程中受 力作用 下沉的结果是沉到液体 上浮的结果是浮出液面 最后 在液面上 漂浮与悬浮的共同特点都是浮力等于 力 在平衡力的作用下 物体静止不动 重 浮 重力 上浮 下沉 浮力 上浮 下沉 非平衡 漂浮 重 底部 五 物体的浮与沉 但漂浮是物体在 的平衡状态 物体的 浸入液体之中 悬浮是物体 在液体内部时的平衡状态 物体浸没在液体中 问题3 由以上问题可以看出 改变物体的浮沉情况 其实质是通过改变物体的 情况来实现的 这也是运动与力的关系的具体体现 浸在液体中的物体都受到 力和 力的作用 有时还受其他力 在不受其他力的前提下 改变这两个方向相反的力的大小关系 即可改变物体的 情况 液面 一部分 浸没 整个 受力 重 浮 浮沉 五 物体的浮与沉 学点2物体浮沉条件的应用 实验1 用盐水选种 干瘪 虫蛀的种子受到的浮力大于重力 所以上浮 饱满的种子受到的浮力小于重力 所以下沉 实验2 测定人体血液的密度 在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液 再向每支试管内分别滴入一滴血液 血液在哪一试管中悬浮 密度就等于该试管内硫酸铜溶液的密度 五 物体的浮与沉 实验3 打捞沉船 在沉船下部用结实的钢带将其托住 在钢带的两端固定浮筒 在浮筒中注满水 使浮筒沉到船附近与钢带结合 然后排出浮筒中的水 水的浮力就把浮筒和船一起推向水面 问题1 轮船的尺度大小通常用 来表示 根据物体的漂浮条件知 船自身的质量 满载时货物的质量 问题2 密度计在不同液体中漂浮时所受到的 都相同 根据f浮 可知 待测液体密度越大 则 越小 密度计 中的体积越小 的体积就越大 所以密度计上的刻度值是 排水量 排水量 浮力 液v排液g 侵入液体 露出部分 上小下大 v排液 应用示例 类型一物体的浮沉条件 五 物体的浮与沉 例1某物理兴趣小组在研究物体浮沉条件时做过一个小实验 他们将一土豆放入水槽中发现其在水中悬浮 然后将几枚大头针完全插入土豆中后发现土豆 a 下沉b 上浮c 悬浮d 漂浮 五 物体的浮与沉 解析 a土豆原来能悬浮在水中 说明土豆受到的重力与浮力相等 即g f浮 将几枚大头针完全插入土豆中后 土豆受到的重力会变大 而浮力不变 所以 重力会大于浮力 则插入大头针的土豆会下沉 点评 本题考查物体浮沉条件的应用 难点在于要理解将几枚大头针完全插入土豆后土豆的体积不变 浮力不变 但重力变大 五 物体的浮与沉 例2如图10 5 3所示 先将半个西瓜皮轻轻放在水缸中 发现它漂在水面上 此时它受到的浮力大小为f浮1 然后把它按入水面下 发现它沉入水底 此时它受到的浮力大小为f浮2 则f浮1与f浮2的大小关系是 a f浮1 f浮2b f浮1 f浮2c f浮1 f浮2d 无法比较 解析 a本题中西瓜皮的重力不变 在水中漂浮时受到的浮力等于自身重力 下沉后受到的浮力小于自身重力 所以f浮1 f浮2 类型二物体浮沉条件的应用 五 物体的浮与沉 例3小张看到鸡蛋浮在盐水面上 如图10 5 4甲所示 他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉 在此过程中 鸡蛋受到的浮力f随时间t的变化图像可能是图乙中的 五 物体的浮与沉 解析 d鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力不变 等于鸡蛋的重力 随着盐水密度减小 但鸡蛋排开水的体积不变 根据公式f浮 v排g可知鸡蛋所受浮力逐渐减小 但不会减小到0 所以图线d符合题意 五 物体的浮与沉 例3端午节那天 小明发现煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底 有的浮在水面 如图10 5 5所示 若甲的体积比乙小 则下列分析合理的是 a 甲的质量比乙大b 甲受到的浮力等于重力c 甲的密度比乙大d 乙受到的浮力大于重力 五 物体的浮与沉 解析 b甲漂浮 乙沉在水底 并且甲的体积比乙小 故甲排开水的体积较小 由阿基米德原理可知 甲受到的浮力小于乙受到的浮力 又因为甲漂浮 其重力等于浮力 乙沉底 其重力大于浮力 因此乙的质量大于甲的质量 故a d选项错误 b选项正确 煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底 有的浮在水面 沉在水底的咸鸭蛋密度大于水的密度 浮在水面上的咸鸭蛋密度小于水的密度 故甲的密度小于乙的密度 故c选项错误 课堂小结 五 物体的浮与沉 当堂检测 五 物体的浮与沉 1 把体积相同的甲 乙 丙三个物体浸没在水中时 甲上浮 乙悬浮 丙下沉 则它们受到的浮力的大小关系是 a f甲 f乙 f丙b f甲 f乙 f丙c f甲 f乙 f丙d f甲 f乙 f丙 知识点1物体的浮沉条件 解析 b因为甲 乙 丙三个物体体积相同 所以当甲 乙 丙三个物体浸没在水中时 排开水的体积相同 即v甲排 v乙排 v丙排 由f浮 水gv排知 受到的浮力 f甲 f乙 f丙 五 物体的浮与沉 2 为了探究物体的浮沉条件 实验室提供了如下器材 弹簧测力计 量筒 金属块 细线 水及其他简单辅助器材 实验步骤如下 1 按如图10 5 6甲所示的方法测出金属块受到的重力 大小为 n 2 按如图乙所示的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积 大小为 cm3 2 2 20 五 物体的浮与沉 3 用公式f浮 水gv排计算金属块浸没在水中受到的浮力 大小为 n g取10n kg 4 比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小 可知金属块浸没在水中时会 选填 上浮 悬浮 或 下沉 解析 1 根据指针所在的位置以及弹簧测力计的分度值 可以知道物体受到的重力为2 2n 2 量筒中原来水的体积为20cm3 放入金属块后水和金属块的总体积为40cm3 则金属块的体积为20cm3 3 金属块受到的浮力f浮 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 2 10 5m3 0 2n 4 由于金属块受到的重力大于其浸没在水中时受到的浮力 故金属块下沉 0 2 下沉 五 物体的浮与沉 3 请画出图10 5 7中潜水艇上浮时所受重力和浮力的示意图 小黑点o表示潜水艇的重心 答案 如图10 5 8所示 解析 重力和浮力的作用点为o 过作用点沿竖直向下的方向和竖直向上的方向分别画出重力和浮力 由于潜水艇上浮 故浮力大于重力 五 物体的浮与沉 4 如图10 5 9所示 把一个苹果放入浓盐水中 苹果处于漂浮状态 如果把苹果在水面以上的部分切去 余下部分仍放回原浓盐水中 它将 a 仍然漂浮b 刚好悬浮c 沉入水底d 无法判断 知识点2物体浮沉条件的应用 五 物体的浮与沉 解析 a苹果处于漂浮状态 依据密度与浮沉情况的关系可知 苹果 盐水 苹果的密度较均匀 切去一部分后剩余部分的密度仍小于盐水的密度 所以剩余部分在盐水中仍处于漂浮状态 5 如图10 5 10所示 相同型号的甲 乙 丙三艘潜水艇 甲漂浮 受到的浮力为f甲 乙悬浮 受到的浮力为f乙 丙沉入海底 受到的浮力为f丙 下列说法正确的是 五 物体的浮与沉 a 漂浮和悬浮时 受到的浮力等于重力 f甲 f乙b 乙悬浮时 浮力等于重力 丙沉入海底时浮力小于重力 f乙 f丙c 甲漂浮排开水的体积最小 丙沉入海底排开水的体积最大 f甲 f乙 f丙d 甲漂浮时v排 v物 乙和丙浸没时v排 v物 f甲 f乙 f丙 五 物体的浮与沉 解析 d三艘潜水艇型号相同 说明其体积相等 设都为v 甲潜水艇漂浮在水面上 所以排开的水的体积v甲 v 乙 丙潜水艇都浸没在水中 所以v乙 v丙 v 由此可知三者排开的液体的体积关系是 v甲 v乙 v丙 根据阿基米德原理可知它们受到的浮力 f甲 gv甲 f乙 gv乙 f丙 gv丙 结合三者排开液体体积的关系可以确定三艘潜水艇受到的浮力大小关系为 f甲 f乙 f丙 综上分析d选项正确 五 物体的浮与沉 6 同一物块分别静止在甲 乙两种不同的液体中 如图10 5 11所示