《物体的浮与沉》教学案学案

高港实验学校 八年级物体（下）教学案

高 港 区 八 年 级 物 理 教 学 案

课题：10.5 物体的浮与沉

主备人: 张峰 审核：区八年级集体备课组

班级 姓名

【学习目标】

1.通过实验知道物体浸没在液体中可能出现的状态。 2.通过探究了解控制物体浮沉的方法。

3.通过探究，了解浸没在液体中的物体上浮直至漂浮的动态过程，并通过交流与合作总结出物体的浮沉规律。

4.结合二力平衡条件，对物体的悬浮条件和漂浮条件进行深入探讨。 5.通过阅读“潜水艇的浮与沉”，了解物体浮沉条件在科学研究和生产实际中的应用，并激发学生的爱国主义热情。 【学习重点】

1.观察物体的浮与沉现象，知道物体的浮沉条件。 2.物体浮沉条件的应用。 【学习难点】

物体的浮沉条件 【课前准备】

1.什么叫平衡力？物体受平衡力或非平衡力作用时，运动状态怎样？ 2.什么叫浮力？阿基米德原理的内容是什么？

3. 想一想：将一块实心铁块放入水中，会沉到水底，用钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上，而同样用钢铁制造的潜水艇，在水中却既能下潜又能上浮，这是为什么呢？

4.做一做：给你一块铁皮，你如何使其漂浮在水面？给你一块泡沫，你又如何使其沉入水底呢？

【课堂学习】

一、活动 10.12 怎样使物体上浮或下沉？

1.猜一猜：把橡皮泥、苹果、蜡烛、小玻璃瓶（内有配重物）、小塑料瓶、乒乓球、硬币、橡皮、小木块、石块、梳子等物体，浸没在水中，松手后，它们将如何运动？

2.试一试：通过实验可以观察到上述物体中：

上浮的物体有： 。 下沉的物体有： 。 悬浮的物体有： 。 3.观察与思考：

把一个生鸡蛋放入盛有水的烧杯中，可以发现鸡蛋会 （下沉到烧杯的底部/漂浮在水面），向烧杯中逐渐加入食盐，会发现鸡蛋会慢慢 （浮上来/沉下去），调整盐水的密度，可以观察到鸡蛋能够停留在盐水中，继续加入食盐，鸡蛋会继续 （下沉/上浮），直到 (沉到杯底/露出水面)。向盐水中加入水，发现鸡蛋又 （上浮/下沉）了。思考：产生上述现象的原因是什么？

3.议一议：

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（1）怎样使下沉的物体（如：橡皮泥、小玻璃瓶（内有配重物）、苹果）浮起来？你有哪些方法？从力的角度看，这些方法分别改变了哪些力的大小？

（2）怎样使漂浮的物体（如：蜡烛、小塑料瓶）沉下去？你有哪些方法？从力的角度看，这些方法分别改变了哪些力的大小？

4.做一做：设计实验验证你的想法。 5.归纳：

物体的浮与沉可以通过改变物体的 和所受 的大小关系来控制。 使物体在液体中上浮的方法：

（1） （增大/减小）重力，如 玻璃瓶中的配重，或在体积不变的条件下，将实心物体挖成 的。

（2） （增大/减小）物体受到的浮力，如 （增大/减小）物体排开液体的体积，或 （增大/减小）液体的密度

二、探究物体的浮沉条件

1．请你认真阅读教材P96的相关内容，根据浸在液体中物体的受力情况和力与运动的关系，分析得出物体的浮沉条件，并完成下列填空．

如图所示，浸没在液体中的物体同时受到竖直向上的________力和竖直向下的________力的作用，物体在液体中的浮与沉取决于 和 的大小关系．

（1）当F浮

（2）当F浮＝G物时，物体将处于______或________状态，称为________浮，如图(c)所示． （3）当F浮>G物时，物体将________，如图(d)所示。从图（d）到图（e）的过程中F浮>G物，且F浮大小不变。当物体上浮的一部分露出液面时，排开液体的体积V排 ，物体受到的浮力F浮 ，如图（f）。最终物体 静止 在液面上，这种状态称为________浮，如图(e)所示，此时物体受到的浮力F浮'________ G物．

2．物体的浮沉条件还可以用物体的密度和液体的密度表示出来， 对实心的物体而言：G物=mg= 根据阿基米德原理可得：F浮= G排= 对于浸没的物体而言：V排 V物 由此可推得：（自己完成下列填空）

(1)若ρ液<ρ物，则F浮________G物，物体将________． (2)若ρ液＝ρ物，则F浮________G物，物体将________． (3)若ρ液>ρ物，则F浮________G物，物体将________， 稳定后，物体将________，这时F浮' ________ G物。 小结：

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上浮：F浮 G物；V排 V物；ρ液 ρ物

下沉：F浮 G物；V排 V物；ρ液 ρ物

物体的浮沉条件

漂浮：F浮 G物；V排 V物；ρ液 ρ物

悬浮：F浮 G物；V排 V物；ρ液 ρ物

3．比较“悬浮”与“漂浮”，找出它们的共同点和不同点，并完成下列填空． 状态 不同点 相同点 V排、V物关系 ρ液、ρ物 关系 都处于 漂浮 静止在液面上 V排 V物 ρ液 ρ物 状态， 漂浮 浸没在液体中，静止或匀速直线运动 V排 V物 ρ液 ρ物 F浮 G物 三、潜水艇的浮沉原理

请你认真阅读教材P97“生活·物理·社会”中的内容，并完成下列填空． 1．潜水艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变 ，从而控制其下沉或上浮的． 2．在水下，当F浮＝G时，潜水艇可________在水中的任何位置，此时，若向水舱中充水，则潜水艇的自重________，F浮________G，潜水艇________；若排出水舱中的水，潜水艇自重________，F浮________G，潜水艇________；当上浮至艇身露出水面，它排开水的体积________，受到的浮力________（增大／不变／减小），直至F浮________G时，潜水艇就会漂浮在水面上．

四、例题精讲

例1 某课外活动小组在“探究物体的浮沉条件”时，将重为100 g的物块放入盛满水的盆中，有90 g水溢出，则 ( )

A．物块会浮在水面上 B．物块会悬浮在水中

C．物块会沉入盆底 D．不能据此判断出物块的沉浮

提示：将物块放入盛满水的盆中，则溢出水的重力就是物块排开水的重力．根据阿基米德原理可知，F浮＝G排＝G溢＝m溢g，而物块的重力G物＝m物g，已知m溢＝90 g

点评：要判断物体的浮沉状态，首先比较浸没在液体中的物体所受浮力F浮和所受重力G物的大小（或比较ρ液和ρ物的大小），然后根据物体的浮沉条件作出判断．物体浮沉条件的应用通常要和阿基米德原理结合在一起，同学们在解题时要灵活运用．

例2 把重8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中，当物体静止时，物体的状态和所受的浮力是(g取10 N/kg) ( )

A．漂浮，F浮＝10 N B．悬浮，F浮＝8 N C．漂浮，F浮＝8 N D．沉在水底，F浮＝10 N

提示：方法一：若物体全部浸入水中，根据阿基米德原理，可求得物体所受水的浮力F浮＝ρ

33-33

水gV＝＝1×10 kg/m×1.0×10m×10 N/kg＝10 N，则F浮>G物＝8 N，物体会上浮，最终漂浮，此时F

浮

'＝G

物

＝8 N．方法二：物体的密度?物?8NmG物??＝0.8×103 ?33VgV10N/kg?1.0?10mkg/m3．因为ρ物<ρ水，所以物体将上浮，最终漂浮，此时F浮＝G物＝8 N． 解答：C

点评：解答本题的关键是根据题目中的“静止”条件，运用浮力与重力的关系，判断出物体

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所处的状态，才能去求浮力，若是悬浮或漂浮，浮力就等于重力；若物体沉底，就应运用F浮＝ρ液gV排排求解，

例3 如图所示是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景，其中图________中的潜水艇在水中上浮，这两种情景中，潜水艇所受的浮力分别为F甲、F乙，则F甲________（>／＝／<）F乙．

提示：潜水艇是通过向两侧水舱中充水或从水舱中向外排水而改变自身的重力来实现在水中下沉或上浮

的．在水下，当向水舱内充适当的水，使F浮＝G时，潜水艇可悬浮在水中的任何深度．此时，如果再向水舱内充水，潜水艇自重增大，则F浮G，潜水艇上浮，本题图甲水舱内的水量比图乙水舱内的水量少得多，说明图甲中的潜水艇正在水中上浮，图乙中的潜水艇正在水中下潜，由于因图甲、乙两种情形潜水艇都未露出水面，潜水艇排开水的体积相同，故所受浮力相等． 解答：甲 ＝

点评：同一潜水艇在水面下上浮或下潜的过程中，由于排开水的体积是一定的，故潜水艇所受的浮力不变，发生变化的是自身的重力．

例4 在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重 线”，如图所示，其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度 洋载重线．当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大 西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系是 ( )

A．浮力增大，ρ1＝ρ2 B．浮力减小，ρ1＝ρ2 C．浮力不变，ρ1>ρ2 D．浮力不变，ρ1<ρ2

提示：轮船在海洋中行驶时，处于漂浮状态，浮力等于重力，即F浮＝G，若中途没有装卸货物，船及货的总重保持不变，所以轮船从北大西洋驶往印度洋的过程中浮力不变，从轮船的吃水线上可以看出，吃水线越往上，表明船排开海水的体积越大，由F浮＝ρ液gV排可知，V排越大，海水的密度越小，即ρ1>ρ2． 解答：C

点评：本题考查物体的浮沉条件及阿基米德原理的应用，同学们在解题过程中，一定要把握轮船始终漂浮在水面上，浮力等于重力这一关键知识点．

【当堂练习】

1.材料不同的甲、乙、丙三个物体的体积均为10-3m3，浸没在水中，它们的受力情况如图所示，那么下沉的物体是________，此过程中，该物体受到的水的浮力为__________N．三个物体最后均处于静止状态，其中处于漂浮状态的物体是_________．(ρ水＝1.0×10-3 kg/m3，g取10 N/kg)

2．根据所给的密度表，判断下列情况中的实心石蜡球是上浮、下沉，还是悬浮．

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(1)石蜡球浸在水中，将会________________． (2)石蜡球浸在柴油中，将会________________． (3)石蜡球浸在汽油中，将会________________．

3.死海是世界著名的咸水湖，当人完全浸入死海时，人受到的浮力________（大于／等于／ 小于）人受到的重力，所以人就会自然向上浮起；当人漂浮在死海水面上时，人受到浮力________（大于／等于／小于）人受到的重力．

4.体积为2 dm3的空心球重10 N，把它放入足够多的水中后，它将 ( ) A．上浮 B．下沉

C．先上浮后下沉 D．可以停留在水中任何地方

5.将一小石块和小木块抛入一杯水中，结果发现木块浮在水面上，而石块却沉入水底，就此现象，下列分析中正确的是 ( ) A．木块受到浮力，石块不受浮力

B．石块沉入水底，所受浮力小于自身的重力 C．木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力 D．木块浮在水面上，所受浮力大于自身的重力

6.一密度均匀的物体悬浮在某种液体里，如果将此物体沿竖直方向截去一半后，则( ) A．浮力减半，物体下沉 B．浮力增大，物体上浮 C．浮力不变，仍悬浮 D．浮力减半，仍悬浮

7.下列有关潜水艇的说法中，正确的是 ( ) A．潜水艇上浮靠的是升力

B．潜水艇在海面下上浮时浮力增大，下沉时浮力减小

C．潜水艇在悬浮和漂浮时都处于平衡状态，因此所受浮力相等

D．潜水艇在海面下上浮和下沉时所受浮力不变，改变的是潜水艇的重力

8.把重为3N、体积为0.4 dm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，物体所受的浮力是多大？(g取10 N/kg)

参考答案

1．乙 10 丙2．(1)上浮 (2)悬浮 (3)下沉 3．大于 等于 4．A 5．B 6．D 7．D 8．3N

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