9.5+物体的浮与沉【知识精研】八年级物理下册同步高效课堂（苏科版）

第九章压强和浮力第五节物体的浮与沉江苏凤凰科学技术出版社八年级物理下册

义务教育教科书为什么坦克能在原野、沙漠和滩涂驰骋，而列车却要在铁路钢轨上行驶?为什么空气或水无法托起一粒石子，而飞机却能翱翔云天，船舶却能畅游江海............导入新课想一想第五节物体的浮与沉（1）浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，但是有的物体上浮，有的物体下沉，有的物体还会悬浮在液体中。这是为什么?导入新课第五节物体的浮与沉（2）课堂影院——《泰坦尼克号》片段想一想：这么大的轮船为什么能漂浮在海面上？撞击冰山后，为什么又沉入海底？物体的漂浮和下沉需什么条件？学习目标1.理解物体的浮沉条件，会用物体的浮沉条件及其推论分析计算相关问题。2.了解物体浮沉条件的一些应用。第五节物体的浮与沉1.物体浮沉的条件2.浮力的应用3.课堂总结

4.实践与练习

5.综合提升训练

学习内容第五节物体的浮与沉物体浮沉的条件一第五节物体的浮与沉一、物体浮沉的条件1.探究怎样使物体上浮或下沉【猜一猜】把一些物品，如橡皮泥、苹果、蜡烛、小玻璃瓶（内有配重物）和自备的各种小物体，浸没在水中。松手后，它们将如何运动？自备下列一些物体：鸡蛋、食盐、硬币、小铁块、小木块、小泡沫塑料块、金属牙膏壳……一、物体浮沉的条件【试一试】通过实验发现：上浮的物体下沉的物体中空的橡皮泥、鼓的牙膏壳、苹果、蜡烛、小木块、小泡沫塑料块、密封的小玻璃瓶（内无重物）…实心的橡皮泥、瘪的牙膏壳、小铁块、硬币、鸡蛋、内装较多配重的密封的小玻璃瓶…一、物体浮沉的条件①将瘪的牙膏壳浸没在水中后放手会下沉（甲图），而鼓的牙膏壳却会上浮（乙图）；【做一做】怎样使下沉的物体浮起来？怎样使漂浮的物体沉下去?一、物体浮沉的条件②将内无配重的密封的小玻璃瓶浸没到水中后放手，玻璃瓶会上浮，而内装较多配重的密封的小玻璃瓶却下沉；③向水中加入适量的食盐后，鸡蛋会由沉底变为悬浮，进而上浮，直至漂浮（右图）.一、物体浮沉的条件【交流与小结】（1）使物体上浮的方法有两种①减小自身的重力：在浮力不变时，通过减小物体的质量，以减小物体受到的重力。如减小玻璃瓶中的配重；在体积不变的情况下，将实心物体挖成空心；在气球内部充入密度比空气小的气体等。②增大物体受到的浮力：在重力不变时，通过增大液体的密度或增大物体排开液体的体积，以增大物体受到的浮力。如向水中加入一些食盐；使瘪的牙膏壳变成鼓的牙膏壳等。使物体下沉的方法与使物体上浮的方法相反。一、物体浮沉的条件（2）从物体受力角度看，分别改变了哪些力的大小?以橡皮泥、配重瓶、鸡蛋为例分析：①橡皮泥：做成空心的，增大排开水的体积V排，增大浮力。②配重瓶：减少配重，减小自身的重力。③鸡蛋：在水中加盐增大液体的密度ρ液，增大浮力。一、物体浮沉的条件浸没在液体中的物体同时受到浮力F浮和重力G的作用，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系。2.物体的浮沉条件（b）沉底F浮GF支（a）下沉F浮G①当F浮<G时，物体下沉，最终沉底。沉底时：鸡蛋受到三个力而平衡：F浮+F支=G，如图（a）、（b）所示.（1）根据重力与浮力的大小判断一、物体浮沉的条件②当F浮=G时，物体悬浮，即物体处于平衡状态，可停留在液体中任何深度的地方，如图（c）所示.③当F浮＞G时，物体上浮，最终稳定时漂浮，此时物体所受浮力F浮=G，如图（d）、（e）所示.（c）悬浮（d）上浮（e）漂浮F浮GF浮GF浮G一、物体浮沉的条件在重力和浮力的作用下，若物体静止在液面上，并有一部分露出液面，这种状态称为漂浮.在重力和浮力的作用下，若物体浸没在液体中，处于平衡状态，则称为悬浮.F浮G

悬浮F浮G

漂浮④漂浮与悬浮一、物体浮沉的条件

演示实验——《物体在液体中的三种状态》一、物体浮沉的条件质量均匀分布的实心物体，重力为：G=m物g＝ρ物gV物根据阿基米德原理知道浮力：F浮＝ρ液gV排

当物体浸没在液体中时：

V排=V物，所以：①若ρ液＜ρ物，则F浮＜G，物体下沉.②若ρ液=ρ物，则F浮=G，物体可悬浮在液体内部任何深度.③若ρ液＞ρ物，则F浮＞G，物体上浮；稳定后，物体漂浮在液面上，这时F浮=G.（2）根据物体与液体的密度大小判断物体的浮沉一、物体浮沉的条件（3）总结：物体浮沉的条件若F浮＞G，则上浮若F浮=G，则悬浮若F浮<G，则下沉若ρ液＞ρ物，则上浮若ρ液=ρ物，则悬浮若ρ液<ρ物，则下沉物体的浮沉条件比较浮力和重力的大小比较物体密度和液体密度一、物体浮沉的条件【例题1】如图所示，把鸡蛋放入清水中，然后逐渐加盐，直至鸡蛋上浮至液面。向水中加盐，改变了液体的_____，使鸡蛋受到的浮力增大而上升。鸡蛋在液面静止时，F浮_____G鸡蛋（选填“＞”“＝”或“＜”）。密度

盐的密度大于水，所以盐溶于水后，水的密度变大，这样就改变了液体的密度，根据F浮=ρ液gV排可知，鸡蛋受到的浮力增大，当鸡蛋受到的浮力大于重力时鸡蛋上升。当鸡蛋在液面静止时，即鸡蛋漂浮在液面，根据物体的浮沉条件可知，漂浮的物体浮力等于鸡蛋的重力，即F浮=G鸡蛋。=

一、物体浮沉的条件【例题2】把一些物品，如橡皮泥、苹果、蜡烛、小玻璃瓶（内有配重物）等物体，浸没在水中松手后，可观察到有的物体下沉，有的物体上浮，有的物体静止。刚松手时，对这些物体判断正确的是（）A．上浮物体受到的浮力较大 B．下沉物体受到重力较大C．上浮物体的密度小于下沉物体的 D．物体都处于平衡状态C一、物体浮沉的条件A．根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排，物体受到的浮力与排开液体的体积有关，与上浮还是下沉没有直接关系，故A错误；B．物体下沉时受到的重力大于浮力，物体受到的浮力与排开液体的体积有关，重力大小与物体的质量有关，故B错误；C．物体上浮时，受到的浮力大于重力，即ρ液gV排＞ρ物gV物，此时物体完全浸在液体中，即V排=V物，可得ρ液＞ρ物；物体下沉时，受到的浮力小于重力，即ρ液gV排1＜ρ物1gV物1，此时物体完全浸在液体中，即V排1=V物1，可得ρ液＜ρ物1，即ρ物＜ρ物1，故C正确；D．物体漂浮、悬浮和沉底时处于平衡状态，物体上浮和下沉时处于非平衡状态，故D错误。一、物体浮沉的条件【例题3】如图所示，A、B两物体静止在水中，则（）A．两物体受到的浮力一定相等

B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大

C．两物体的密度不等，B物体的密度大

D．两物体的重力不等，B物体的重力大C

A、B两物体静止在水中，A是漂浮，则A的密度一定小于水的密度；B是悬浮，则B的密度一定等于水的密度，所以两物体的密度不等，B物体的密度大；所以C选项正确。因物体的体积、重力都未知，故不能判断重力与浮力的大小关系。所以选C.

浮力的应用二第五节物体的浮与沉二、浮力的应用1.增大或减小浮力的方法由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浸在液体中的物体，受到的浮力大小是由液体密度和排开液体的体积决定的。因此，增大或减小浮力应从改变液体的密度和排开液体的体积入手。（1）增大浮力的方法①増大液体的密度。如在水中加盐并搅拌，当盐水的密度大于鸡蛋的密度时，沉底的鸡蛋会浮起来。②増大物体排开液体（或气体）的体积。如飞艇、体积庞大的万吨巨轮等。二、浮力的应用（2）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来减小液体的密度，当液体密度小于鸡蛋的密度时，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，通过将辅助气囊中的气体放出，使飞艇排开空气的体积减小，减小空气浮力，当浮力小于飞艇的重力时，飞艇降落。二、浮力的应用人类从远古时代就开始利用浮力了。最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式。后来人们发明了船，它能承载更多的人和物。据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约为147m，是当时世界上最大的木船。郑和下西洋600周年纪念邮票小船中国首艘豪华游轮——“招商伊敦”号2.浮力的应用二、浮力的应用（1）轮船想一想：轮船是用钢铁制造的，钢铁的密度远大于水，钢铁在水中是下沉的，但是用钢铁制成的轮船为什么能漂浮在海面上，还能承载那么多货物呢？【想想做做】橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉。根据阿基米德原理，怎样把橡皮泥做成一条小船，使它能漂浮在水面，并能承载重物?二、浮力的应用

视频演示——《能承载重物的橡皮泥船》把橡皮泥捏成瓢状放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是它排开的水的体积变大，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。二、浮力的应用①轮船的漂浮原理把轮船做成“空心”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水的体积变大，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。m排=m船+m物②轮船的排水量表示轮船的大小，指轮船装满货物时排开水的质量。如一我国首艘航空母舰辽宁舰的排水量约为6万吨，表明辽宁舰满载时，舰载机和舰身的质量之和约为6万吨。二、浮力的应用潜艇能在水中上浮、下潜或停留在某一位置。潜艇的两侧有水舱，通过向水舱中充水或从水舱向外排水，可以改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮。潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，隐蔽性强，是一种很重要的军用舰艇。（2）潜水艇二、浮力的应用①下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，当重力大于浮力时，潜艇就会下沉。②当水舱充水后潜水艇所受的重力等于浮力时，它可以悬浮在水中。③当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，当重力小于浮力时，从而上浮。在真实的场景中，潜艇的上浮或下沉还会受到其他多个因素的影响。二、浮力的应用

视频欣赏——《潜水艇的浮沉》二、浮力的应用（3）气球和飞艇①气球：如果气球里充的是密度小于空气的气体，则气球就可以飘在空中。例如，节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是氦气；体育、娱乐活动用的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。二、浮力的应用②飞艇：为了能定向航行，人们还制成了飞艇：在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、装货的吊篮。20世纪20-30年代，飞艇曾盛极一时，用来进行军事侦察、轰炸敌方目标或作为空中交通工具。后来连续发生了几次气囊中氢气爆炸的事故，飞艇的飞行速度又不及飞机，便逐渐被飞机取代。近年来由于能源危机，且可以用不会爆炸的氦气代替氢气，人们对造价低廉、消耗燃料少、装载量大的飞艇又重新重视起来。二、浮力的应用①用途：图是一种密度计，它可以漂浮在不同液体中测量液体的密度，在酿酒、石油、化工以及农业选种等方面有广泛应用。②主要构造：这种密度计通常中间有一个体积较大的玻璃泡。密度计下方装着金属颗粒作为配重，使密度计漂浮时能保持竖直姿态。密度计上方为细玻璃管，它的内部标有刻度，测量时可以根据液面所处的位置直接读出液体的密度值。（4）密度计二、浮力的应用③原理密度计放在液体中都是漂浮的，因此受到的浮力等于它受到的重力且不变，即F浮=G。根据F浮=ρ液gV排可知，F浮不变时，把它放在密度比较大的液体里，则V排变小，即它浸入液体的体积变小，所以会上浮一些；把它放在密度比较小的液体里，则浸入液体的体积大，会下沉一些。密度计的刻度不均匀，且从下往上的刻度数是越来越小的。二、浮力的应用视频讲解——《密度计》二、浮力的应用【例题3】如图，是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时，排水量约12000吨，吃水深度6.6m。下列说法正确的是（）A．排水量指的是舰船满载时排开水的重力B．“延安”号漂浮在海面上，所受重力小于浮力C．“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向竖直向上D．“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行，是因为流体流速越大，压强越大C二、浮力的应用A．满载时的排水量指的是驱逐舰满载时排开水的质量，故A错误；B．驱逐舰在海上航行时处于漂浮状态，所受的浮力等于它的重力，故B错误；C．驱逐舰所受浮力的方向是竖直向上的，故C正确；D．两艘驱逐舰若近距离同向航行，两驱逐舰之间的水流速加快、该处的压强变小，小于两驱逐舰外面的压强，产生了一个向内的压力差，将两驱逐舰压向中间，易发生两驱逐舰相撞事故，故D错误。所以选C。二、浮力的应用【例题4】如图所示，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，下列说法正确的是（）A．密度计在乙液体中所受的浮力大B．乙液体的密度大于甲液体的密度C．密度计上的刻度值上大下小D．密度计在甲、乙两种液体中所受的浮力相等D二、浮力的应用

AD．因为同一支密度计在甲、乙两种液体中都是漂浮，根据物体的浮沉条件可知，在甲、乙两种液体中浮力都等于重力，即浮力相等，故A错误，D正确；B.根据F浮=ρ液体gV排，因为V乙排＞V甲排，所以密度ρ甲＞

ρ乙，故B错误；C．由B知，甲所示的刻度大于乙图所示的刻度，所以密度计的刻度是上小下大，故C错误。所以选D。二、浮力的应用【例题5】装有水的烧杯中有一个质量为55g、体积为50cm3

的鸡蛋。（1）通过计算说明鸡蛋在水中下沉的原因。（2）若向水中加入食盐并搅拌，当食盐水密度大于多少时鸡蛋上浮？二、浮力的应用

【分析】

比较鸡蛋浸没在水中时所受的浮力与其所受重力的大小关系，可以说明鸡蛋下沉的原因。根据鸡蛋上浮的条件，结合F浮=ρ液gV排，可以计算食盐水的密度。【解答】鸡蛋的质量m=55g=5.5×10-2kg，体积V=50cm3=5×10-5m3，浸没在水中时V排=V。（1）鸡蛋所受的重力G=mg=5.5×10-2kg×9.8N/kg=0.539N鸡蛋浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-5m3=0.49N因为F浮＜G，所以鸡蛋下沉。二、浮力的应用

（2）根据上浮条件F浮＞G可知ρ盐水V排g＞mg，即ρ盐水＞m/V排

m/V排=5.5×10-2kg/5×10-5m3=1.1×103kg/m3因此，当食盐水密度ρ盐水＞1.1×103kg/m3

时，鸡蛋上浮。

【反思】在食盐水密度大于1.1×103kg/m3

时，鸡蛋最终处于什么状态？所受的浮力是多大？鸡蛋最终处于漂浮状态。浮力的大小等于重力F浮=

G=mg=0.539N课堂总结三第五节物体的浮与沉课堂总结（1）

①比较浮力与重力：若F浮＞G，则上浮（漂浮时F浮=G）；若F浮=G，则悬浮；若F浮<G，则下沉。②比较密度：若ρ物＜ρ液，则上浮；若ρ物=ρ液，则悬浮；

若ρ物＞ρ液，则下沉。①轮船：靠挖“空心”的方法增大浮力。排水量：轮船满载时，排开水的质量。②潜水艇：是靠改变自身的重力，实现上浮和下潜的。③气球和飞艇：气球充入密度小于空气的气体，使受到的浮力大于自身的重力。飞艇能定向航行而不随风飘荡。④密度计：密度计漂浮在液体中，受到的浮力等于重力不变。物体的浮与沉物体的浮沉条件浮力的应用课堂总结（2）

课堂总结（3）

浮沉条件总结

实践与练习四第五节物体的浮与沉实践与练习1.某物体质量为2kg，体积为3×10-3m3，将它浸没在水中，释放后它是上浮还是下沉？静止时，它受到的浮力是多少牛？物体重力G=mg=2kg×10N/kg=20N物体浸没在水中时，V排=

V物，它所受的浮力F浮=ρ水gV排=103kg/m3×9.8N/kg×3×10-3m3=29.4N因为F浮＞G，所以物体上浮.实践与练习2.将两个完全相同的球分别放到盛有甲、乙两种不同液体的烧杯中，静止时的情景如图所示。请判断两种液体密度的大小关系。由图可知，完全相同的球在液体中都处于漂浮，根据二力的平衡条件，则

F浮甲=G球，F浮乙=G球所以

F浮甲=F浮乙

由图可知V排甲＜V排乙根据F浮=ρ液gV排可知，两种液体密度的大小：

ρ甲＞ρ乙实践与练习3.制作潜艇模型。用塑料瓶、密封材料（如透明胶带、蜡等）、螺母、软管、容器和水等，制作图所示的潜艇模型。试试你制作的“潜艇”能否上浮和下沉，并分析实现浮沉状态改变的原因。提示：塑料管和塑料瓶之间可用万能胶粘连。瓶盖和瓶颈之间可用万能胶或透明胶带粘贴。螺帽可用细线绑在塑料瓶有排水孔的一侧且固定在中间位置，并适当调节位置，使塑料瓶能水平悬浮在水中。用容积较大的注射器连在塑料管的另一端作为打气和抽气设备.“潜艇”是依靠改变自身重力实现浮沉的.进、排气管

综合提升训练五第五节物体的浮与沉综合提升训练1.一个小球所受的重力为10N，将它浸没在水中时，所排开的水的重力为20N。那么小球浸没时受到的浮力大小为_____

N，放开手后，小球将______（填“上浮”“下沉”“悬浮”），最终小球的浮力为______N。由题知，小球浸没在水中，小球排开的水重为20N。由阿基米德原理知F浮=G排=20N又因为G球=10N，则F浮＞G球，故放手后小球将上浮，最终漂浮在液面上，根据浮沉条件条件可知，此时小球受到的浮力等于重力

F′浮=G球=10N

10上浮

20综合提升训练2.如图所示，在家庭小实验中，某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是（）A．向杯子中加盐 B．向杯子中加水 C．倒出少量的水 D．轻轻摇晃杯子A．要使沉底的鸡蛋漂浮在水面上，鸡蛋的重力不变，需增大浮力。根据F浮=ρ液gV排可知，鸡蛋的体积不能改变，所以可以增大液体的密度，故向杯子中加盐，故A符合题意；BCD．向杯子中加水、倒出少量的水、轻轻摇晃杯子，都不能改变液体的密度，也就不能改变浮力，所以不能鸡蛋漂浮在水面上，故BCD不符合题意。A故选A.综合提升训练3.将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态，缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮，下列说法正确的是（）A．加盐可以让鸡蛋悬浮B．鸡蛋悬浮时液体密度大C．鸡蛋悬浮时浮力大D．鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大D综合提升训练AB．如图，鸡蛋漂浮，根据物体的沉浮条件，向杯中加盐，盐水密度变大，鸡蛋仍然漂浮，若适当加水，可以减小盐水的密度，鸡蛋可以悬浮，所以鸡蛋悬浮时液体密度较小，故AB错误；C．向杯中加盐，鸡蛋仍然漂浮，若加水，鸡蛋悬浮，均浮力等于重力，所以浮力相等，故C错误；D．加水后，盐水的总质量明显增加，对烧杯底部的压力明显变大，根据p=F/S可知对烧杯底部的压强明显变大；向杯中加盐，盐水的总质量增加不明显，则对烧杯底部的压力增加不明显，所以对烧杯底部的压强增加不明显，故鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大，故D正确。故选D.综合提升训练4.盐水选种是一种常用的选种方法，将待选的种子放入浓度适当的盐水中，良种沉入水底、次种则漂浮于水面，如图甲所示。农民为了方便检验自制的盐水浓度是否合适，在一端封闭的吸管内放入一些铁砂制成了简易密度计。首先将密度计放入标准盐水中，在吸管上标出水面的位置，如图乙所示，再将密度计放入自制的盐水中，如图丙所示。下列说法正确的是（）DA．良种的密度小于次种的密度B．图丙中密度计所受的浮力大于图乙中密度计所受的浮力C．图丙中的自制盐水需要通过加水配成标准盐水D．若只换用更细的吸管制作密度计可以提高密度计的测量精度综合提升训练A．良种沉入水底，说明良种的密度大于水的密度；次种漂浮于水面，说明次种密度小于水的密度；故良种密度大于次种密度，故A错误