物体的浮沉条件

第十章浮力

第3 节物体的浮沉条件及应用

【新课推进】

一、物体的浮沉条件 导语：刚才我们看到许愿灯可以放飞在空中。 引导：视频中描述物体的状态时提到了一个静态词语——悬 浮 ，还有两个动态的词语是什么呢？ （学生回答 ）对，还有上浮 和下沉。 其实 ，物体在液体中还有一种静态情形 ，是什么呢？ （学生回答 ）对 ，是漂浮。好 ，下面我们就来详细研究一下这五 种状态。 （学生：老师 ，是四种。 ）呵呵 ，物体下沉后最终处于 什么情况？ （学生回答 ）对 ，沉底。所以说是五种嘛。 引导：下面我们将这五种情形画出来。

导语：图画完了 ， 我们来看一段视频。

再看一个奇特的上浮。多媒体播放视频《铁球挖空上浮》

（提示重力减小 ， 为潜水艇工作原理埋下伏笔 ）。

物体的浮沉情况也可以用物体的密度和液体的密度大小 比较来判断。

提醒学生：在同种液体中

这五个物体是五个不同的 物体。

可插播视频《下沉》和《悬

上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底

F 浮 >

G F 浮

F 浮＝

G F 浮＝ G F 浮＋ N ＝

G

多媒体播放视频 《物体的

浮

展示过程中注意讲解物体 受力情况以及密度比较情 况 ， 并且强调对

导语：这回大家明白物体的浮沉是什么样的受力情况了吧。 （展

示表格 ）

导语：通过受力分析我们完成了物体浮沉条件的研

究。

教学过程

导语：了解了物体的浮沉条件 ，我们来看一下有关的应用。由刚才的 视频《铁球挖空上浮》我们是不是可以联想到一种应用呢？对 ，就是 轮船。想一想 ，挖空的部分要是填上一些货物 ，铁球是不是就成了轮 船了。我们看一段视频。

导语：了解了生活中浮力的应用 ，我们最后看一段小视频 ，它将告诉 我们聪明的人们是怎样打捞沉船的。

课堂小结 （略 ） 课堂练习 （略 ） 布置作业 （略 ）

上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底

F 浮 >

G F 浮

F 浮＋ N ＝

G ρ液＞ρ物

ρ 液 < ρ 物

ρ 液 ＝ ρ物

ρ 液>ρ 物 ρ液＜ρ物

导语：下面我们是不是可以完成这个表格了呢。 （展示表

格 ） 用 可播放视频《物体

的

浮沉条件综合》

教师札记

回顾物体浮沉条件

引

播放视频 《潜水艇

（动

）

导学设计：

学点一 物体的浮沉条件

实验展示： 如图 10－ 3－ 5所示 ，将一个鸡蛋放在清水中 ，鸡蛋下沉到烧杯底部； 往烧杯 里面逐渐加入盐 ，增大液体的 __密度 __，鸡蛋逐渐离开容器底部 ，停留在盐水任意位置 ，此

状态称为 __悬浮__；继续加盐 ，鸡蛋开始 __漂浮 __，有一部分体积露出水面。

__重力 __ 的大小关系。

(1) 上浮： F 浮＞G 物，物体__上浮__。物体逐渐露出水面 ，V 排__变小__，F 浮___变小__， 当 F 浮__＝__G 物时，物体最终漂浮在水面。即： F 浮＞G 物，物体上浮 ，最终漂浮。

(2) 下沉：浸没在水中的物体若 F 浮＜G 物，物体__下沉__。下沉过程中 ，物体所受浮力 __

不变__。即： F 浮＜G 物，物体下沉 ，最终沉在容器底部。

(3) 悬浮：物体浸没在水中 ，F 浮＝G 物

，受力__平衡__，物体的运动状态 __不变__，物体 __静止__在液体中。即： F 浮＝G 物，物体悬浮。

拓展分析：利用上浮、悬浮、下沉时 F 浮和 G 物的关系推导 ρ物和 ρ液的关系 (物体浸没在 液体中 ) 。

物体上浮： F 浮＞G 物，由于物体全部浸入液体中 ，此时 V 物__ ＝ __V 排，所以 ρ液 V

排

g ＞ ρ物V 物 g ，可得出 ρ液 __＞__ρ物。

同理 ， 可推出 ， 物体下沉： ρ液__＜__ρ物；物体悬浮： ρ液__＝__ρ物。

受力分析：如果用三个物体分别代表鸡蛋上浮、悬浮及下沉的情形 ，那么它们受力情况

是怎样的呢？请在下面图中用力的示意图大致画出它们在不同情形下的受力情况 个图中表示两个以上不同的力时 ，力越大线段越长 )。

(注意同一

总结分析：通过上述分析

，我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受

浮力 __与

图 10－3－

图 10－3－

学点二 浮力的应用

问题 1：“空心法”增大浮力

如图 10－3－7甲所示 ，木头漂浮在水面上 ，从密度角度来讲 ，木头之所以能够漂浮在水 面上 ，是因为木头的密度 __小于 __水的密度。如果将其挖成空心 ， 则其自身重力 __变小 可载货物重力 __增加 __。后来人们发明了船 （如图乙所示 ），就是利用“空心法”来增大浮力 的。如图 10－3－8 所示为 1405 年郑和下西洋时乘坐的木船 ， 长约 147 m ，是当时世界上最 大的木船。

问题 2：轮船。

如图 10－ 3－ 9所示 ，如果将橡皮泥做成小船状 ，橡皮泥所受的重力 __不变__，但是排开液体

的体积 __增加__，故受到的浮力 __增大 __，所以就能够承载更多的重物漂浮在水面上。轮船 就是根据这个道理制造的。

知识拓展：排水量：轮船的大小通常用 __排水量 __来表示。排水量就是轮船 __装满 __货

物时排开水的 __质量 __。

问题 3：潜水艇

演示实验：如图 10－3－10所示 ，取一支大试管 ，用一个钻有两个小孔的橡皮塞塞紧管 口 ， 在两个小孔中各插入一根短玻璃管 ， 并在玻璃管上分别接上一根长度适当的软胶管 ，

其

中一根胶管和注射器相连 ， 另一根胶管只需当试管水平浮在水面时 ， 管口能没入水面以下即 可。为使试管能水平浮在水面 ，可在试管的底部绕几圈铁丝 ， 作为配重 ，使它平衡。将试管 放入大玻璃水槽内 ，使它水平浮于水面。用注射器从试管中抽气 ，试管内的水就增多 ， 试管 下沉；往试管内压气 ， 试管内的水就减少 ，试管上浮。

制造原理：橡皮泥的密度大于水的密度 ，所以将实心橡皮泥放入水中 ，它会 __下沉

图 10－3－