第九章壓強和浮力第五節物體的浮與沉江蘇鳳凰科學技術出版社八年級物理下冊

義務教育教科書為什么坦克能在原野、沙漠和灘涂馳騁，而列車卻要在鐵路鋼軌上行駛?為什么空氣或水無法托起一粒石子，而飛機卻能翱翔云天，船舶卻能暢游江海............導入新課想一想第五節物體的浮與沉（1）浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，但是有的物體上浮，有的物體下沉，有的物體還會懸浮在液體中。這是為什么?導入新課第五節物體的浮與沉（2）課堂影院——《泰坦尼克號》片段想一想：這么大的輪船為什么能漂浮在海面上？撞擊冰山后，為什么又沉入海底？物體的漂浮和下沉需什么條件？學習目標1.理解物體的浮沉條件，會用物體的浮沉條件及其推論分析計算相關問題。2.了解物體浮沉條件的一些應用。第五節物體的浮與沉1.物體浮沉的條件2.浮力的應用3.課堂總結

4.實踐與練習

5.綜合提升訓練

學習內容第五節物體的浮與沉物體浮沉的條件一第五節物體的浮與沉一、物體浮沉的條件1.探究怎樣使物體上浮或下沉【猜一猜】把一些物品，如橡皮泥、蘋果、蠟燭、小玻璃瓶（內有配重物）和自備的各種小物體，浸沒在水中。松手后，它們將如何運動？自備下列一些物體：雞蛋、食鹽、硬幣、小鐵塊、小木塊、小泡沫塑料塊、金屬牙膏殼……一、物體浮沉的條件【試一試】通過實驗發現：上浮的物體下沉的物體中空的橡皮泥、鼓的牙膏殼、蘋果、蠟燭、小木塊、小泡沫塑料塊、密封的小玻璃瓶（內無重物）…實心的橡皮泥、癟的牙膏殼、小鐵塊、硬幣、雞蛋、內裝較多配重的密封的小玻璃瓶…一、物體浮沉的條件①將癟的牙膏殼浸沒在水中后放手會下沉（甲圖），而鼓的牙膏殼卻會上浮（乙圖）；【做一做】怎樣使下沉的物體浮起來？怎樣使漂浮的物體沉下去?一、物體浮沉的條件②將內無配重的密封的小玻璃瓶浸沒到水中后放手，玻璃瓶會上浮，而內裝較多配重的密封的小玻璃瓶卻下沉；③向水中加入適量的食鹽后，雞蛋會由沉底變為懸浮，進而上浮，直至漂浮（右圖）.一、物體浮沉的條件【交流與小結】（1）使物體上浮的方法有兩種①減小自身的重力：在浮力不變時，通過減小物體的質量，以減小物體受到的重力。如減小玻璃瓶中的配重；在體積不變的情況下，將實心物體挖成空心；在氣球內部充入密度比空氣小的氣體等。②增大物體受到的浮力：在重力不變時，通過增大液體的密度或增大物體排開液體的體積，以增大物體受到的浮力。如向水中加入一些食鹽；使癟的牙膏殼變成鼓的牙膏殼等。使物體下沉的方法與使物體上浮的方法相反。一、物體浮沉的條件（2）從物體受力角度看，分別改變了哪些力的大小?以橡皮泥、配重瓶、雞蛋為例分析：①橡皮泥：做成空心的，增大排開水的體積V排，增大浮力。②配重瓶：減少配重，減小自身的重力。③雞蛋：在水中加鹽增大液體的密度ρ液，增大浮力。一、物體浮沉的條件浸沒在液體中的物體同時受到浮力F浮和重力G的作用，物體在液體中的浮與沉取決于浮力與重力的大小關系。2.物體的浮沉條件（b）沉底F浮GF支（a）下沉F浮G①當F浮<G時，物體下沉，最終沉底。沉底時：雞蛋受到三個力而平衡：F浮+F支=G，如圖（a）、（b）所示.（1）根據重力與浮力的大小判斷一、物體浮沉的條件②當F浮=G時，物體懸浮，即物體處于平衡狀態，可停留在液體中任何深度的地方，如圖（c）所示.③當F浮＞G時，物體上浮，最終穩定時漂浮，此時物體所受浮力F浮=G，如圖（d）、（e）所示.（c）懸浮（d）上浮（e）漂浮F浮GF浮GF浮G一、物體浮沉的條件在重力和浮力的作用下，若物體靜止在液面上，并有一部分露出液面，這種狀態稱為漂浮.在重力和浮力的作用下，若物體浸沒在液體中，處于平衡狀態，則稱為懸浮.F浮G

懸浮F浮G

漂浮④漂浮與懸浮一、物體浮沉的條件

演示實驗——《物體在液體中的三種狀態》一、物體浮沉的條件質量均勻分布的實心物體，重力為：G=m物g＝ρ物gV物根據阿基米德原理知道浮力：F浮＝ρ液gV排

當物體浸沒在液體中時：

V排=V物，所以：①若ρ液＜ρ物，則F浮＜G，物體下沉.②若ρ液=ρ物，則F浮=G，物體可懸浮在液體內部任何深度.③若ρ液＞ρ物，則F浮＞G，物體上浮；穩定后，物體漂浮在液面上，這時F浮=G.（2）根據物體與液體的密度大小判斷物體的浮沉一、物體浮沉的條件（3）總結：物體浮沉的條件若F浮＞G，則上浮若F浮=G，則懸浮若F浮<G，則下沉若ρ液＞ρ物，則上浮若ρ液=ρ物，則懸浮若ρ液<ρ物，則下沉物體的浮沉條件比較浮力和重力的大小比較物體密度和液體密度一、物體浮沉的條件【例題1】如圖所示，把雞蛋放入清水中，然后逐漸加鹽，直至雞蛋上浮至液面。向水中加鹽，改變了液體的_____，使雞蛋受到的浮力增大而上升。雞蛋在液面靜止時，F浮_____G雞蛋（選填“＞”“＝”或“＜”）。密度

鹽的密度大于水，所以鹽溶于水后，水的密度變大，這樣就改變了液體的密度，根據F浮=ρ液gV排可知，雞蛋受到的浮力增大，當雞蛋受到的浮力大于重力時雞蛋上升。當雞蛋在液面靜止時，即雞蛋漂浮在液面，根據物體的浮沉條件可知，漂浮的物體浮力等于雞蛋的重力，即F浮=G雞蛋。=

一、物體浮沉的條件【例題2】把一些物品，如橡皮泥、蘋果、蠟燭、小玻璃瓶（內有配重物）等物體，浸沒在水中松手后，可觀察到有的物體下沉，有的物體上浮，有的物體靜止。剛松手時，對這些物體判斷正確的是（）A．上浮物體受到的浮力較大 B．下沉物體受到重力較大C．上浮物體的密度小于下沉物體的 D．物體都處于平衡狀態C一、物體浮沉的條件A．根據阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排，物體受到的浮力與排開液體的體積有關，與上浮還是下沉沒有直接關系，故A錯誤；B．物體下沉時受到的重力大于浮力，物體受到的浮力與排開液體的體積有關，重力大小與物體的質量有關，故B錯誤；C．物體上浮時，受到的浮力大于重力，即ρ液gV排＞ρ物gV物，此時物體完全浸在液體中，即V排=V物，可得ρ液＞ρ物；物體下沉時，受到的浮力小于重力，即ρ液gV排1＜ρ物1gV物1，此時物體完全浸在液體中，即V排1=V物1，可得ρ液＜ρ物1，即ρ物＜ρ物1，故C正確；D．物體漂浮、懸浮和沉底時處于平衡狀態，物體上浮和下沉時處于非平衡狀態，故D錯誤。一、物體浮沉的條件【例題3】如圖所示，A、B兩物體靜止在水中，則（）A．兩物體受到的浮力一定相等

B．兩物體受到的浮力不等，A物體受到的浮力大

C．兩物體的密度不等，B物體的密度大

D．兩物體的重力不等，B物體的重力大C

A、B兩物體靜止在水中，A是漂浮，則A的密度一定小于水的密度；B是懸浮，則B的密度一定等于水的密度，所以兩物體的密度不等，B物體的密度大；所以C選項正確。因物體的體積、重力都未知，故不能判斷重力與浮力的大小關系。所以選C.

浮力的應用二第五節物體的浮與沉二、浮力的應用1.增大或減小浮力的方法由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浸在液體中的物體，受到的浮力大小是由液體密度和排開液體的體積決定的。因此，增大或減小浮力應從改變液體的密度和排開液體的體積入手。（1）增大浮力的方法①増大液體的密度。如在水中加鹽并攪拌，當鹽水的密度大于雞蛋的密度時，沉底的雞蛋會浮起來。②増大物體排開液體（或氣體）的體積。如飛艇、體積龐大的萬噸巨輪等。二、浮力的應用（2）減小浮力的方法①減小液體的密度。如漂浮在鹽水中的雞蛋，可以采用加清水的方法來減小液體的密度，當液體密度小于雞蛋的密度時，雞蛋下沉；②減小物體排開液體(或氣體)的體積。如飛艇降落時，通過將輔助氣囊中的氣體放出，使飛艇排開空氣的體積減小，減小空氣浮力，當浮力小于飛艇的重力時，飛艇降落。二、浮力的應用人類從遠古時代就開始利用浮力了。最初可能是抱住或騎在一段樹干上順水漂流，這是人類最早的航行方式。后來人們發明了船，它能承載更多的人和物。據記載，1405年鄭和下西洋時乘坐的木船長約為147m，是當時世界上最大的木船。鄭和下西洋600周年紀念郵票小船中國首艘豪華游輪——“招商伊敦”號2.浮力的應用二、浮力的應用（1）輪船想一想：輪船是用鋼鐵制造的，鋼鐵的密度遠大于水，鋼鐵在水中是下沉的，但是用鋼鐵制成的輪船為什么能漂浮在海面上，還能承載那么多貨物呢？【想想做做】橡皮泥的密度比水大，它在水中會下沉。根據阿基米德原理，怎樣把橡皮泥做成一條小船，使它能漂浮在水面，并能承載重物?二、浮力的應用

視頻演示——《能承載重物的橡皮泥船》把橡皮泥捏成瓢狀放在水里，雖然它所受的重力沒有改變，但是它排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。二、浮力的應用①輪船的漂浮原理把輪船做成“空心”體后放在水里，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。m排=m船+m物②輪船的排水量表示輪船的大小，指輪船裝滿貨物時排開水的質量。如一我國首艘航空母艦遼寧艦的排水量約為6萬噸，表明遼寧艦滿載時，艦載機和艦身的質量之和約為6萬噸。二、浮力的應用潛艇能在水中上浮、下潛或停留在某一位置。潛艇的兩側有水艙，通過向水艙中充水或從水艙向外排水，可以改變潛艇的自重，從而控制其下沉或上浮。潛水艇能潛入水下航行，進行偵查和襲擊，隱蔽性強，是一種很重要的軍用艦艇。（2）潛水艇二、浮力的應用①下潛時，在兩側的水艙內充入水，艇重增大，當重力大于浮力時，潛艇就會下沉。②當水艙充水后潛水艇所受的重力等于浮力時，它可以懸浮在水中。③當用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，當重力小于浮力時，從而上浮。在真實的場景中，潛艇的上浮或下沉還會受到其他多個因素的影響。二、浮力的應用

視頻欣賞——《潛水艇的浮沉》二、浮力的應用（3）氣球和飛艇①氣球：如果氣球里充的是密度小于空氣的氣體，則氣球就可以飄在空中。例如，節日放飛的氣球、攜帶氣象儀器的高空探測氣球，充的是氦氣；體育、娛樂活動用的熱氣球，充的是被燃燒器加熱而體積膨脹的熱空氣。二、浮力的應用②飛艇：為了能定向航行，人們還制成了飛艇：在大氣囊下面裝了帶螺旋槳的發動機和載人、裝貨的吊籃。20世紀20-30年代，飛艇曾盛極一時，用來進行軍事偵察、轟炸敵方目標或作為空中交通工具。后來連續發生了幾次氣囊中氫氣爆炸的事故，飛艇的飛行速度又不及飛機，便逐漸被飛機取代。近年來由于能源危機，且可以用不會爆炸的氦氣代替氫氣，人們對造價低廉、消耗燃料少、裝載量大的飛艇又重新重視起來。二、浮力的應用①用途：圖是一種密度計，它可以漂浮在不同液體中測量液體的密度，在釀酒、石油、化工以及農業選種等方面有廣泛應用。②主要構造：這種密度計通常中間有一個體積較大的玻璃泡。密度計下方裝著金屬顆粒作為配重，使密度計漂浮時能保持豎直姿態。密度計上方為細玻璃管，它的內部標有刻度，測量時可以根據液面所處的位置直接讀出液體的密度值。（4）密度計二、浮力的應用③原理密度計放在液體中都是漂浮的，因此受到的浮力等于它受到的重力且不變，即F浮=G。根據F浮=ρ液gV排可知，F浮不變時，把它放在密度比較大的液體里，則V排變小，即它浸入液體的體積變小，所以會上浮一些；把它放在密度比較小的液體里，則浸入液體的體積大，會下沉一些。密度計的刻度不均勻，且從下往上的刻度數是越來越小的。二、浮力的應用視頻講解——《密度計》二、浮力的應用【例題3】如圖，是我國055型萬噸級驅逐艦“延安”號。該艦滿載時，排水量約12000噸，吃水深度6.6m。下列說法正確的是（）A．排水量指的是艦船滿載時排開水的重力B．“延安”號漂浮在海面上，所受重力小于浮力C．“延安”號漂浮在海面上，所受浮力方向豎直向上D．“延安”號不能與其他艦船近距離并排航行，是因為流體流速越大，壓強越大C二、浮力的應用A．滿載時的排水量指的是驅逐艦滿載時排開水的質量，故A錯誤；B．驅逐艦在海上航行時處于漂浮狀態，所受的浮力等于它的重力，故B錯誤；C．驅逐艦所受浮力的方向是豎直向上的，故C正確；D．兩艘驅逐艦若近距離同向航行，兩驅逐艦之間的水流速加快、該處的壓強變小，小于兩驅逐艦外面的壓強，產生了一個向內的壓力差，將兩驅逐艦壓向中間，易發生兩驅逐艦相撞事故，故D錯誤。所以選C。二、浮力的應用【例題4】如圖所示，用同一支密度計分別測量甲、乙兩種液體的密度，下列說法正確的是（）A．密度計在乙液體中所受的浮力大B．乙液體的密度大于甲液體的密度C．密度計上的刻度值上大下小D．密度計在甲、乙兩種液體中所受的浮力相等D二、浮力的應用

AD．因為同一支密度計在甲、乙兩種液體中都是漂浮，根據物體的浮沉條件可知，在甲、乙兩種液體中浮力都等于重力，即浮力相等，故A錯誤，D正確；B.根據F浮=ρ液體gV排，因為V乙排＞V甲排，所以密度ρ甲＞

ρ乙，故B錯誤；C．由B知，甲所示的刻度大于乙圖所示的刻度，所以密度計的刻度是上小下大，故C錯誤。所以選D。二、浮力的應用【例題5】裝有水的燒杯中有一個質量為55g、體積為50cm3

的雞蛋。（1）通過計算說明雞蛋在水中下沉的原因。（2）若向水中加入食鹽并攪拌，當食鹽水密度大于多少時雞蛋上浮？二、浮力的應用

【分析】

比較雞蛋浸沒在水中時所受的浮力與其所受重力的大小關系，可以說明雞蛋下沉的原因。根據雞蛋上浮的條件，結合F浮=ρ液gV排，可以計算食鹽水的密度。【解答】雞蛋的質量m=55g=5.5×10-2kg，體積V=50cm3=5×10-5m3，浸沒在水中時V排=V。（1）雞蛋所受的重力G=mg=5.5×10-2kg×9.8N/kg=0.539N雞蛋浸沒在水中時受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-5m3=0.49N因為F浮＜G，所以雞蛋下沉。二、浮力的應用

（2）根據上浮條件F浮＞G可知ρ鹽水V排g＞mg，即ρ鹽水＞m/V排

m/V排=5.5×10-2kg/5×10-5m3=1.1×103kg/m3因此，當食鹽水密度ρ鹽水＞1.1×103kg/m3

時，雞蛋上浮。

【反思】在食鹽水密度大于1.1×103kg/m3

時，雞蛋最終處于什么狀態？所受的浮力是多大？雞蛋最終處于漂浮狀態。浮力的大小等于重力F浮=

G=mg=0.539N課堂總結三第五節物體的浮與沉課堂總結（1）

①比較浮力與重力：若F浮＞G，則上浮（漂浮時F浮=G）；若F浮=G，則懸浮；若F浮<G，則下沉。②比較密度：若ρ物＜ρ液，則上浮；若ρ物=ρ液，則懸浮；

若ρ物＞ρ液，則下沉。①輪船：靠挖“空心”的方法增大浮力。排水量：輪船滿載時，排開水的質量。②潛水艇：是靠改變自身的重力，實現上浮和下潛的。③氣球和飛艇：氣球充入密度小于空氣的氣體，使受到的浮力大于自身的重力。飛艇能定向航行而不隨風飄蕩。④密度計：密度計漂浮在液體中，受到的浮力等于重力不變。物體的浮與沉物體的浮沉條件浮力的應用課堂總結（2）

課堂總結（3）

浮沉條件總結

實踐與練習四第五節物體的浮與沉實踐與練習1.某物體質量為2kg，體積為3×10-3m3，將它浸沒在水中，釋放后它是上浮還是下沉？靜止時，它受到的浮力是多少牛？物體重力G=mg=2kg×10N/kg=20N物體浸沒在水中時，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因為F浮＞G，所以物體上浮.實踐與練習2.將兩個完全相同的球分別放到盛有甲、乙兩種不同液體的燒杯中，靜止時的情景如圖所示。請判斷兩種液體密度的大小關系。由圖可知，完全相同的球在液體中都處于漂浮，根據二力的平衡條件，則

F浮甲=G球，F浮乙=G球所以

F浮甲=F浮乙

由圖可知V排甲＜V排乙根據F浮=ρ液gV排可知，兩種液體密度的大小：

ρ甲＞ρ乙實踐與練習3.制作潛艇模型。用塑料瓶、密封材料（如透明膠帶、蠟等）、螺母、軟管、容器和水等，制作圖所示的潛艇模型。試試你制作的“潛艇”能否上浮和下沉，并分析實現浮沉狀態改變的原因。提示：塑料管和塑料瓶之間可用萬能膠粘連。瓶蓋和瓶頸之間可用萬能膠或透明膠帶粘貼。螺帽可用細線綁在塑料瓶有排水孔的一側且固定在中間位置，并適當調節位置，使塑料瓶能水平懸浮在水中。用容積較大的注射器連在塑料管的另一端作為打氣和抽氣設備.“潛艇”是依靠改變自身重力實現浮沉的.進、排氣管

綜合提升訓練五第五節物體的浮與沉綜合提升訓練1.一個小球所受的重力為10N，將它浸沒在水中時，所排開的水的重力為20N。那么小球浸沒時受到的浮力大小為_____

N，放開手后，小球將______（填“上浮”“下沉”“懸浮”），最終小球的浮力為______N。由題知，小球浸沒在水中，小球排開的水重為20N。由阿基米德原理知F浮=G排=20N又因為G球=10N，則F浮＞G球，故放手后小球將上浮，最終漂浮在液面上，根據浮沉條件條件可知，此時小球受到的浮力等于重力

F′浮=G球=10N

10上浮

20綜合提升訓練2.如圖所示，在家庭小實驗中，某同學想讓沉底的雞蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是（）A．向杯子中加鹽 B．向杯子中加水 C．倒出少量的水 D．輕輕搖晃杯子A．要使沉底的雞蛋漂浮在水面上，雞蛋的重力不變，需增大浮力。根據F浮=ρ液gV排可知，雞蛋的體積不能改變，所以可以增大液體的密度，故向杯子中加鹽，故A符合題意；BCD．向杯子中加水、倒出少量的水、輕輕搖晃杯子，都不能改變液體的密度，也就不能改變浮力，所以不能雞蛋漂浮在水面上，故BCD不符合題意。A故選A.綜合提升訓練3.將雞蛋放入鹽水中出現如圖所示狀態，緩慢向杯中加鹽或水使雞蛋懸浮，下列說法正確的是（）A．加鹽可以讓雞蛋懸浮B．雞蛋懸浮時液體密度大C．雞蛋懸浮時浮力大D．雞蛋懸浮時液體對杯底的壓強大D綜合提升訓練AB．如圖，雞蛋漂浮，根據物體的沉浮條件，向杯中加鹽，鹽水密度變大，雞蛋仍然漂浮，若適當加水，可以減小鹽水的密度，雞蛋可以懸浮，所以雞蛋懸浮時液體密度較小，故AB錯誤；C．向杯中加鹽，雞蛋仍然漂浮，若加水，雞蛋懸浮，均浮力等于重力，所以浮力相等，故C錯誤；D．加水后，鹽水的總質量明顯增加，對燒杯底部的壓力明顯變大，根據p=F/S可知對燒杯底部的壓強明顯變大；向杯中加鹽，鹽水的總質量增加不明顯，則對燒杯底部的壓力增加不明顯，所以對燒杯底部的壓強增加不明顯，故雞蛋懸浮時液體對杯底的壓強大，故D正確。故選D.綜合提升訓練4.鹽水選種是一種常用的選種方法，將待選的種子放入濃度適當的鹽水中，良種沉入水底、次種則漂浮于水面，如圖甲所示。農民為了方便檢驗自制的鹽水濃度是否合適，在一端封閉的吸管內放入一些鐵砂制成了簡易密度計。首先將密度計放入標準鹽水中，在吸管上標出水面的位置，如圖乙所示，再將密度計放入自制的鹽水中，如圖丙所示。下列說法正確的是（）DA．良種的密度小于次種的密度B．圖丙中密度計所受的浮力大于圖乙中密度計所受的浮力C．圖丙中的自制鹽水需要通過加水配成標準鹽水D．若只換用更細的吸管制作密度計可以提高密度計的測量精度綜合提升訓練A．良種沉入水底，說明良種的密度大于水的密度；次種漂浮于水面，說明次種密度小于水的密度；故良種密度大于次種密度，故A錯誤