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第十章 浮力
第3節 物體的浮沉條件及應用
人教版 物理 八年級 下冊
“蛟龍”號載人深潛器是我
國首臺自主設計、自主集成研制
的作業型深海載人潛水器，設計
最大下潛深度為7 000米，也是
目前世界上下潛深度最深的作業型載人潛水器。
“蛟龍”號采用常用的“深潛器無動力下潛上浮技術”，可實現下潛、懸浮和上浮。
潛水器是如何實現下潛、懸浮和上浮的呢
1. 知道物體的浮沉是由物體所受重力和浮力決定的；會判斷物體的浮沉；能利用浮沉條件解釋一些簡單的現象。
2. 通過對輪船、潛水艇、氣球、飛艇的浮沉原理的學習，體驗科學、技術、社會的緊密聯系。
知識點 1
物體的浮沉條件
F浮
G
浸沒在液體中的物體，受到兩個力：豎直向下的重力和豎直向上的浮力。
根據物體所受浮力和重力大小的不同，物體的浮沉存在三種情況。
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮>G
上升
F浮=G
F浮下沉
懸浮
完全浸入液體內的物體的受力分析
上升到液面呈漂浮狀態，F浮逐漸減小到F浮=G
下沉至容器底部，F浮不變，F浮+N支=G
懸浮
F浮
G
N支
由于浸沒在液體中的物體，其排開液體的體積跟物體自身的體積相等，因此物體的浮沉情況也可以用物體的密度跟液體的密度大小來描述。
F浮
G
根據F浮=ρ液gV排
G=ρ物gV物（實心）
F浮>G
上升
F浮=G
F浮下沉
懸浮
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
石塊不論多小，在水中總會下沉；冰塊不論多大，在水中總會漂著。
ρ石>ρ水
ρ冰<ρ水
飽滿的種子在鹽水中下沉，干癟的種子則會漂浮在鹽水面上。
利用鹽水選種就是把漂浮的干癟種子清除掉，保留下沉的飽滿種子。
鹽水選種
狀 態
條件
條件
浸沒
F浮＜G
F浮＝G

F浮＞G
實心
下沉
懸浮
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
ρ液＝ρ物
上浮
物體的浮沉條件
漂浮：F浮＝G

C
A
B
質量相等的A、B、C三球，放于同一液體中靜止后如圖，可知密度最小的是_____球，受浮力最小的是________球。
C
A
B
A、B、C為體積相同的實心球，放入盛有某種液體的容器中，從圖可知：______球的密度最大，______球所受的浮力最小。
m相等，看狀態
V相等，看V排
密度比較，看狀態
C
A
C
A
浮力大小的比較
知識點 2
浮力的應用
早在殷商之前，我國古代人民對浮力就有深入的觀察，到殷商時已由制獨木船發展到用木板組成大的船體，這是我國最早的木船。
蘆湖獨木舟
周朝以后不僅在小河上能架設浮橋，在黃河、長江這樣的大河流上也多次架設過浮橋。　
浮橋
我國古代對浮力的應用
輪船的原理
工作原理：將鋼鐵制做成空心的輪船，可以排開更多的水，使輪船漂浮在水面上。
排水量（m排）：
輪船滿載時排開水的質量：
F浮= m排g=G船=m船g
∴ m船= m排
（漂浮物的特點）
輪船
輪船總是漂浮在水面上， 一艘輪船從河里駛向大海，它受到的重力大小_________（變大、變小、不變）；它受到的浮力大小____________（變大、變小、不變）；它排開水的體積________（變大、變小、不變）；輪船是下沉些還是上浮些？__________。
河水
海水
不變
不變
變小
上浮
潛水艇的原理
潛水艇的工作過程
工作原理：靠改變自身重力上浮和下潛。
潛水艇
上升
懸浮
下沉
魚鰾的大小變化能使魚在水中自由沉浮
魚鰾
V排
F浮
F浮_______G
變大
變大
變大
>
魚鰾
V排
F浮
F浮_______G
適中
適中
適中
=
魚鰾
V排
F浮
F浮_______G
變小
變小
變小
＜
利用密度比空氣密度小的氦氣、氫氣、熱空氣等氣體來工作的。
氣球和飛艇
利用如圖中的量筒和水，測量小酒杯的密度（指圖中小酒杯材料的密度）。實驗步驟如下：
(1)向量筒中倒入適量的水，測出水的體積V1。（水的密度為ρ0）
(2)將小酒杯放入量筒中，讓其漂浮，讀出水面所對的刻度值V2。
(3)將小酒杯浸沒在水中，讀出此時量筒中水面所對的刻度值V3。
(4)小酒杯的質量m=______________。
(5)小酒杯的體積V=______________。
(6)小酒杯的密度為ρ=
__________________
（用所測得的物理量和已知量來表示）。
ρ0（V2-V1）
V3-V1
利用漂浮條件測密度
量杯
小杯
(1)向量杯中倒入適量的水，將小杯漂浮在水面，記下量杯的示數V1。
(2)將石塊放入小杯中，記下量杯的示數V2。
(3)將石塊從小杯中取出，放入量杯中的水中，記下量杯的示數V3。
石塊的密度ρ=
用量杯測石塊密度
例1 將一枚重為0.5N的蛋放入一杯均勻鹽水中，靜止時如圖所示，然后向杯子里加入一些清水，則（　　）
A．雞蛋會下沉
B．雞蛋的重力增加
C．雞蛋所受浮力變大
D．雞蛋所受浮力為0.5N
A
懸浮
F浮=G
鹽水密度會減小
連接中考
例2 “遠征號”潛水艇在南海執行任務根據任務的要求、潛水艇需要在不同深度處懸浮，若海水密度保持不變，則下列說法錯誤的是（　　）
A．潛水艇排開海水的體積相等
B．潛水艇所受的重力大小不相等
C．潛水艇所受的浮力大小相等
D．潛水艇所受的浮力與重力大小相等
潛水艇在不同深度處懸浮，潛水艇處于浸沒狀態，排開水的體積與潛水艇的體積相等。
B
連接中考
1. 海權握，國則興。建設一支強大海軍是實現中國夢的有力保障，潛水艇是海軍的戰略重器。如圖所示是我國海軍某艦隊的“強國號”潛水艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓練過程。下列對此潛水艇分析正確的是 （　　）
A．懸浮和漂浮時受到的浮力相等
B．漂浮時排開的海水所受的重力最小
C．上浮過程中所受浮力逐漸變大
D．漂浮時潛水艇底部所受海水壓強最大
B
基礎鞏固題
2. 在遠洋輪船的船舷上，都漆著五條“吃水線”，又稱“載重線”，如圖所示。其中標有W的是北大西洋載重線，標有S的是印度洋載重線。當船從北大西洋駛向印度洋時，輪船受到的浮力以及北大西洋與印度洋的海水密度ρ1和ρ2的關系，有（ ）
A．浮力增大，ρ1＝ρ2
B．浮力減小，ρ1＝ρ2
C．浮力不變，ρ1>ρ2
D．浮力不變，ρ1<ρ2
C
基礎鞏固題
3. 將盛有適量水的燒杯置于水平桌面上。將一木塊浸沒到水中一定深度后撤去外力，木塊開始上浮，如圖所示，最后漂浮，且有五分之二體積露出水面。下列敘述中，錯誤的是（　　）
A．在露出水面之前，木塊所受浮力不變
B．在露出水面之前，木塊所受浮力大于木塊
的重力
C．木塊在浸沒和漂浮兩種情況下，水對燒杯底
的壓強相等
D．木塊的密度為0.6g/cm3
C
基礎鞏固題
4. 兩個相同的圓柱形容器中分別裝有
體積相等的甲、乙兩種液體，圖示是
同一只雞蛋在兩種液體中靜止時的情
景。圖中兩種液體的密度分別為ρ甲和
ρ乙，雞蛋所受浮力分別為F甲和F乙，
容器底部所受液體壓強分別為p甲和p乙，則它們的大小關系是：
ρ甲_____ρ乙，F甲_____F乙，p甲_____p乙，以下三種方案：①在雞蛋上開小孔，用注射器抽取雞蛋內蛋清，再用膠帶封好小孔；②在雞蛋上開小孔塞入大頭針，用膠帶封好小孔；③在容器中加入比原液體密度更大的液體。若想使雞蛋在乙液體中下沉，可行的方案有________（填序號）。
＜
=
＜
②
小明制作了一個可測量物體質量的裝置，如圖甲所示小筒與大筒均為圓柱形容器。小筒和托盤的總質量為200g，小筒底面積50cm2，高12cm，大筒中裝有適量的水，托盤上不放物體時，小筒和大筒上與水面相平的位置的刻度均為“0”，將小筒豎直壓入水中，當水面距小筒底10cm時，在小筒和大筒上與水面相平位置的刻度均為最大測量值，
小筒和大筒的分度值相同。把
被測物體放入托盤中，讀出小
筒或大筒上與水面相平位置對
應的刻度值，即為被測物體的
質量。
能力提升題
（1）該裝置所能測量物體的最大質量為________g；
（2）小筒上相鄰兩刻度線的間距比大筒上相鄰兩刻度線間的距離_______（選填“大”或“小”）；
（3）他想利用此裝置測算出石塊的密度，操作如下，如圖乙所示，將石塊放入托盤中，讀出大筒上的示數為m1；如圖丙所示，將此石塊沉入水中，讀出大筒上的示數為m2，該石塊密度的表達式為ρ石=_____________（水的密度用ρ水表示）。
300
大
完成課后“練習與應用”
作業
內容
教材作業
自主安排
配套練習冊練習

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