11.2探究浮力的大小

1、滬粵版初中物理九年級（上冊）11. 2探究浮力的大小知識目標(biāo)：1. 知道浮力大小跟哪些因素有關(guān)。2. 知道怎么測算浮力的大小，理解阿基米德原理，能用阿基米德 原理解決實際問題。技能目標(biāo)：通過自我探究使學(xué)生學(xué)會對物理現(xiàn)象的探究，學(xué)會在探究中獲得知識。情感目標(biāo)：通過探究學(xué)會合作，學(xué)會學(xué)習(xí)，培養(yǎng)相互協(xié)作的精神。教學(xué)重點：通過探究知道浮力大小跟哪些因素有關(guān)。理解阿基米德原理，并用它來解決實際問題。教學(xué)難點：培養(yǎng)學(xué)生的自我探究能力。教學(xué)資源：多媒體投影設(shè)備，基本教學(xué)器材，自制儀器，自制課件教學(xué)設(shè)計思路：首先通過圖片的展示使學(xué)生產(chǎn)生不同情況下浮力大小不一樣的感 覺，通過設(shè)疑產(chǎn)生“影響浮力大小的因素有哪些”

2、的問題，然后建立 猜想，再通過學(xué)生的討論進(jìn)行實驗的設(shè)計并進(jìn)行實驗，進(jìn)一步通過分 析得出結(jié)論：浮力的大小與液體的密度和物體浸入液體中的體積有關(guān)。 在以上結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)疑“浮力的大小跟被物體排開的液體的 重量有什么關(guān)系”的問題，再次猜想，然后通過同學(xué)們的討論設(shè)計實 驗并進(jìn)行實驗，得出結(jié)論“浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力， 浮力的大小等于被排開液體的重量”這樣通過學(xué)生自己的親身體驗和探究，真正做到用體驗中獲得知識，在知識中去體驗，寓教與樂。教學(xué)過程：一. 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)1 .設(shè)置情景利用多媒體投影展示課本圖11-9的四幅圖片，刺激著學(xué)生們的感 官，弓I起了興趣，學(xué)生們進(jìn)入了學(xué)

3、習(xí)知識的情境。2. 設(shè)疑這些物體都受到了浮力，可是（a）圖中大輪船的浮力怎么比小輪船 的大呢？（ b）圖中潛水員入水底時怎么比他部分身體露出水面是大？（c ）圖中人為什么可以躺在死海水面上而不下沉，而在淡水中卻會下 沉？ （d）圖中船吃水深一些浮力怎么會大一些呢？（學(xué)生答：浮力的 大小可能和不同的因素有關(guān)）3. 點撥為了解決以上所受浮力大小的問題，必須先研究和浮力大小有關(guān)的因素？將學(xué)生對解決有關(guān)受浮力大小的直接興趣，引導(dǎo)到研究和浮 力大小有關(guān)因素的間接興趣上去。4. 猜想浮力大小究竟和哪些因素有關(guān)，大家可以猜想，發(fā)表自己的見解， 并說出自己的理由。這時同學(xué)們可以根據(jù)以往學(xué)過的知識、生活經(jīng)驗、

4、所見所聞進(jìn)行猜測，進(jìn)行討論，然后舉手發(fā)表各自的猜想。（1）學(xué)生甲認(rèn)為浮力大小和物體的輕重有關(guān)，理由是重力小的小船受 到的浮力小，而重力大的船受到的浮力大，說明重力大的物體受到的 浮力大。（2） 學(xué)生乙認(rèn)為浮力大小和物體浸入液體中的體積有關(guān)，理由是：“大家看！潛水員入水底時怎么比他部分身體露出水面時的浮力要大”。（3）學(xué)生丙認(rèn)為浮力大小和物體浸入液體的深度有關(guān)，理由是船吃水 深度越深受到的浮力越大。（4）學(xué)生丁認(rèn)為浮力大小和液體密度有關(guān)。理由是海水密度大，在海 水里游泳要比在游泳池里游泳感到浮力要大，正因為這樣，人可以躺 在死海中看書而不下沉。老師歸納：（板書）浮力大小可能和物體重力大小有關(guān)。浮

5、力大小可能和物體浸入液體中的體積大小有關(guān)。浮力大小可能和浸入液體的深度有關(guān)。浮力大小可能和液體密度的大小有關(guān)。5. 設(shè)計實驗問：既然浮力大小可能和上述因素有關(guān)，那么是和其中的一個因 素有關(guān)呢，還是和其中幾個因素有關(guān)，或是和它們都有關(guān)系？怎樣來 驗證這些猜想是否正確呢？ 學(xué)生們經(jīng)過緊張的思考后提出，可以用實驗的方法來檢驗。然后引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實驗，選用合適的器材。學(xué)生甲提出：只要將體積一樣重力大小不一樣的鋁塊和鐵塊都浸在水 中，分別用彈簧測力計測出它們受到的浮力，若浮力大小不一樣，則 說明物體所受浮力大小和物體重力大小有關(guān)，反之，則無關(guān)。（器材:體積相同的鋁塊和鐵塊各一個，燒杯一個，彈簧測力計一

6、個，水） 學(xué)生乙提出：將一塊大的和一塊小的金屬塊都浸沒在水中，用彈簧測 力計測出它們所受的浮力，若浮力大小一樣，就說明物體所受浮力大 小和物體體積大小無關(guān)，反之，則有關(guān)。（器材：體積不等的大小鐵塊 各一個，燒杯一個，彈簧測力計一個，水）學(xué)生丙提出：將一塊金屬浸沒在水中的不同深度，用彈簧測力計測出 它們在不同深度所受的浮力，若浮力大小一樣，就說明物體所受浮力 大小和物體所處的深度無關(guān)，反之，則有關(guān)。（器材：鐵塊一個，燒杯 一個，彈簧測力計一個，刻度尺一把，水）學(xué)生丁提出：將一塊金屬分別浸沒在水和濃鹽水中，用彈簧測力計測 出它們在不同液體所受的浮力，若浮力大小一樣，就說明物體所受浮 力大小和液體的

7、密度無關(guān)，反之，則有關(guān)。（器材：鐵塊一個，燒杯二 個，彈簧測力計一個，水，濃鹽水）提示：本實驗要用控制變量法進(jìn)行：浮力大小可能和上述因素都有關(guān)系，但當(dāng)我們研究浮力大小和其中一 個因素的關(guān)系時，必須控制其它因素，使其保持不變，以排除其它因 素的影響和干擾。例如在研究浮力大小和液體密度的關(guān)系時，必須將 相同體積的同種金屬塊，分別浸沒在濃鹽水和水中的同樣深度處，即 保持物體密度不變，物體體積不變，浸入液體深度不變，這樣才能得 出浮力大小和物體密度的正確關(guān)系。6. 學(xué)生實驗學(xué)生分四組對四個猜想分別進(jìn)行探究， 根據(jù)猜想選擇合適的器材， 設(shè)計表格。在實驗中同組成員要相互配合，共同探究。將實驗數(shù)據(jù)記 錄下來

8、。（老師巡視指導(dǎo)）7. 分析歸納，得出結(jié)論學(xué)生們用“控制變量法”進(jìn)行實驗后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其它條件都一樣， 只有物體密度或浸入液體深度不一樣時，測得浮力大小相等，說明浮 力大小與它們有關(guān)；而當(dāng)其它條件都一樣，只有液體密度或物體浸入 液體體積不一樣時，測得浮力大小不等，說明浮力大小和它們有關(guān)。 這樣學(xué)生們經(jīng)過自身的參與、對數(shù)據(jù)的分析比較，自己得出了結(jié)論：“浸在液體里的物體所受浮力的大小和液體的密度和排開的液體體積 有關(guān)”。（點撥V排=V浸）（板書）8. 解疑針對前面的4幅圖進(jìn)行解釋：（a）大輪船浸入水中的體積比小輪 船的大，所以浮力也就大。（b）潛水員潛入水中時排開水的體積比部 分身體露出水面時的大，所

9、以浮力大。（c）死海中海水的密度比淡水 的密度大，所以在死海中的浮力也就大，從而可以浮在水面上。（d）船的吃水深度越深，排開水的體積就越大，所以受到的浮力也就越大9. 應(yīng)用（1）怎樣使沉在水底的雞蛋浮到水面而不沉下去？（學(xué)生答：加鹽使 液體的密度增大）（2）怎樣把扁的種子和飽和的種子用水分開來進(jìn)行選種？（學(xué)生答： 加鹽使扁種子的浮力增大從而浮在水面上）（3）怎樣把沉在水底的牙膏皮浮到水面上來？學(xué)生答：把牙膏皮挖成 空心的增大排開水的體積來增大浮力）二. 怎樣測算浮力的大小1 .設(shè)疑我們已經(jīng)探究出浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān)，那 么，它們之間有沒有確定的數(shù)量關(guān)系呢？引導(dǎo)同學(xué)們由定性到定

10、量、 由淺入深地進(jìn)行探究。在桶中盛大半桶水，用手將空的飲料瓶按入水中，體會飲料瓶所 受浮力及其變化，同時觀察水面高度的變化，通過分析比較同學(xué)們發(fā) 現(xiàn)，飲料瓶浸入越多，浮力越大，排開水也多。引導(dǎo)學(xué)生思維形成“浮 力大，排開的水多；浮力小，排開的水少”的定性的認(rèn)識。2. 提出問題浮力的大小和排開水的多少是否有著必然的聯(lián)系呢？引導(dǎo)探究“浮力大小與排開液體所受的重力”究竟是什么關(guān)系？3. 猜想浸入水中的物體所受浮力的大小可能與物體排開水所受的重力相 等。4. 設(shè)計實驗引導(dǎo)同學(xué)們思考；如何測量物體在水中所受浮力的大小？如何測量物體浸入水后排開水所受的重力？（對于浮力的測量，同學(xué)們很容易想到，在這里重點引

11、導(dǎo)學(xué)生討論 測量物體浸入水中后排開水所受的重力）第一種方法：即為教材所示方法，這種方法關(guān)鍵在如何在溢水杯 中裝滿水，使浸入物體排開的水能全部流入小桶中。（器材：彈簧測力計一個，鐵塊一個，溢水杯一個，小燒杯一個，水）第二種方法：在量筒中盛適量的水，將物體浸入水中，讀出上升 的刻度，即為物體排開水的體積，再根據(jù) m=p V和G= mg計算出物體 所排開水的重力。（器材：量筒一個，鐵塊一個，彈簧測力計一個）第三種方法：在喝水的杯子里裝滿水，測出杯子和水的總重量， 然后將物體浸入水中，當(dāng)杯中水不再溢出時，取出物體，測量杯子和 剩下的水的總重量，減輕的重量即為物體排開水的重力。（器材：彈簧測力計一個，鐵塊一個，大燒杯杯一個，小燒杯一個）第四種方法：5. 進(jìn)行實驗學(xué)生分三組對三個猜想分別進(jìn)行探究， 在探究中選擇合適的器材， 設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù)。（巡視老師指導(dǎo)）6. 分析歸納，得出結(jié)論結(jié)論：同學(xué)們通過實驗可以驚奇的發(fā)現(xiàn)，物體所受的浮力，竟和 它所排開水所受的重力正好相等。從而得出阿基米德原理：“浸在液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體 所受的重力?！保ò鍟┌⒒椎略韺怏w同樣適用。（講述阿基米德 的故事，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生探究知識的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究的 精神）導(dǎo)出阿基米德定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式老師板