10.3 物体的浮沉条件及应用（导学案）- 八年级物理下册同步备课系列（人教版）(教师版) (1).docxVIP

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10.3物体的浮沉条件及应用（导学案）

【学习目标】

1.能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，并能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中都处于不同的浮沉状态。

2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。

【学习重点】

能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，并能运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。

【学习难点】

应用受力分析、力和运动的关系以及与浮力知识结合起来综合解决问题。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：

1.物体的沉浮条件

物体的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小；或比较物体与液体密度的大小。

浸没在液体中的物体：

①当F浮＞G或ρ物＜ρ液时，物体上浮，最后漂浮（部分浸没）。

②当F浮=G或ρ物=ρ液时，物体悬浮，可停在液体内部任意位置。

③当F浮＜G或ρ物ρ液时，物体下沉，最终沉在液体底部。

2.轮船的原理

轮船是利用“空心”的方法，增大排开水的体积，从而增大可以利用的浮力；轮船的大小常常用排水量表示，排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的质量。例如，一艘轮船，它的排水量是1×104t，说明此船满载时，货物质量和船身质量之和为1×104t。

3.潜水艇的浮沉原理：潜水艇浸没在水中时，所受浮力不变，是通过水舱吸水和排水的方式，改变自身重力来实施下沉和上浮的。

4.气球和飞艇升空的原理：气球和飞艇内部充有密度小于空气的气体（如氢气、氦气或热空气），使浮力大于重力而升空。（均选填“大于”或“小于”）

5.密度计原理：密度计在液体中是漂浮的，根据二力平衡条件可知，受到的浮力始终等于它受到的重力且不变F浮=G。根据F浮=ρ液gV排可知，把它放在密度比较大的液体里，它浸入液体的体积小，上浮一些；把它放在密度比较小的液体里，浸入液体的体积就大，下沉一些。所以密度计的示数越靠下越大。（后三空均选填“大”或“小”）

【合作探究】

探究一、物体的浮沉条件

1.物体浮沉的原因

（1）物体在液体中有漂浮、悬浮和沉底三种状态。

（2）物体在液体中三种状态的受力分析（以浸没在水中的鸡蛋为例）

漂浮悬浮沉底

①漂浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是一对平衡力，F浮=G。

②悬浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是一对平衡力，F浮=G。

③沉底时：受到重力G、浮力F浮与支持力F支的作用，这三个力平衡：F浮=G-F支

2.物体的浮沉条件

【想一想】物体在液体中，为什么有的漂浮、有的悬浮、有的沉底呢？

（1）比较浮力与重力的大小判断物体的浮沉

以浸在水中的鸡蛋为例分析：把鸡蛋浸入水中时，受到重力G与浮力F浮两个力的作用，这两个力的方向相反、作用在同一直线上，鸡蛋的浮沉就取决于这两个力的大小。

根据二力平衡条件进行分析：

①若浮力F浮＞G，则鸡蛋会上浮，最后漂浮；

②若浮力F浮=G，则鸡蛋会悬浮，可停在液体内部任意位置；

③若浮力F浮＜G，则鸡蛋会下沉，静止在水底。（以上均选填“＞”、“＜”或“=”）

（2）比较物体密度ρ物与液体密度ρ液的大小关系判断物体的浮沉（理论推导）

当物体浸没在液体中时，受到重力G与浮力F浮两个力的作用；因为物体浸没，所以排开液体的体积等于物体的体积：V排=V物=V；

浮力的大小：F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV；重力的大小：G＝ρ物gV物＝ρ物gV

①当F浮＞G时，得出ρ液＞ρ物，物体上浮；

②当F浮=G时，得出ρ液=ρ物，物体悬浮；

③当F浮＜G时，得出ρ液＜ρ物，物体下沉。（以上均选填“＞”、“＜”或“=”）

物体的浮沉与密度大小有关的实例：

【例题1】如图，碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，下列说法正确的是（）

A．碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小

B．碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力

C．碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了

D．碗沉入水底时容器底部受到水的压强变大了

【答案】A

【解析】ABC．碗沉入水底时，碗受到的浮力小于碗的重力；碗漂浮时，碗受到的浮力等于碗的重力，由于重力不变，所以碗漂浮时受到的浮力大于碗沉入水底时受到的浮力，故A正确，BC错误；

D．碗漂浮时受到的的浮力大于碗沉入水底时受到的浮力，则碗漂浮时排开水的体积大于碗沉入水底时排开水的体积，即碗漂浮时容器中水的深度较大，根据p=ρgh可知，碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了，故D错误。

所以选A.

探究二、浮力的应用

1.增大或减小浮力的方法

（1）