初中物理人教版八年級下第十章浮力-第十章浮力

1、第十章浮力第1節(jié)浮力導(dǎo)入一:在我國宋朝的河中府發(fā)生過一次洪水,沖斷了一座浮橋,連固定浮橋的大鐵牛也被沖到下游,陷入淤泥中了,洪水退后,官府重新修復(fù)浮橋,但這些鐵牛,一個就重幾萬斤,怎么打撈起來呢?當(dāng)時,有個叫懷丙的和尚自告奮勇,他叫人找來兩艘大船,拴在一起,裝滿泥沙,并在兩艘船上搭上結(jié)實的木架,一切安排妥當(dāng)后,和尚招呼大家把船上的泥沙卸下,泥沙一點點減少,船一點點上浮,綁在船上的繩索也拉著鐵牛從淤泥里出來了.幾萬斤重的鐵牛為什么被懷丙打撈上來了?導(dǎo)入二:設(shè)置情景,引入新課播放錄像.(包含日常生活中常見到的現(xiàn)象:鴨子、輪船漂在水面上;潛水艇在水中自由地上升和下潛;熱氣球載著重物飛上高空等)同學(xué)們

2、猜想這里面可能蘊含著什么知識呢?學(xué)生活動:猜想包含的知識(液體或氣體對物體有一個向上的力或提到“浮力”).大家提到了一個新詞“浮力”.“浮力”怎么有這么大的魔力,這一節(jié)課就讓我們共同來研究.設(shè)計意圖通過播放生活中的浮力錄像、教師設(shè)問的方式引入浮力,能夠貼近學(xué)生的思維實際,使學(xué)生從生活中的浮力現(xiàn)象走向物理.過渡語針對浮力這種常見現(xiàn)象,你想知道哪些有關(guān)浮力的知識呢?一、浮力思路一【學(xué)生活動】展開想象,分組交流、討論,各抒己見.提出一系列問題:1.什么是浮力?它有方向嗎?2.漂浮的物體受到浮力,那么下沉的物體是否受浮力?3.浮力大小等于什么?4.浮力大小與什么有關(guān)?5.物體的浮沉有條件嗎?教師鼓勵學(xué)

3、生提出問題,并板書.下面我們先探究:什么是浮力,有無方向,方向向哪?教師演示:出示一個很深的量筒,將一個乒乓球放進去.問:誰有辦法不把量筒倒過來,就能把乒乓球取出來?你為什么能想到這個辦法呢?左手拿一個乒乓球,松手,讓學(xué)生注意觀察它的運動狀態(tài);再把乒乓球放在右手手心上,這時乒乓球還會下落嗎?為什么?展示加水后量筒中的乒乓球和手中的乒乓球,讓學(xué)生進行對比.鼓勵學(xué)生觀察、對比、思考回答.學(xué)生體驗:利用桌面上的學(xué)習(xí)工具,將軟木塞放入水中并逐漸壓入水底,然后放手.一是體會:手的感覺;二是觀察:軟木塞最終的情況.嘗試得出結(jié)論.得出結(jié)論:浸在液體中的物體受到液體向上的托力,這個向上的托力叫浮力.設(shè)計意圖用

4、一個小乒乓球放在量筒中,及在手中的對比,對浮力進行探究,創(chuàng)造情景和條件,以學(xué)生參與為基礎(chǔ),很容易使學(xué)生領(lǐng)會浮力.發(fā)揮學(xué)生的主體作用.實驗探究:下沉的物體是否也受到浮力(投影)?大家知道皮球漂在水面上受浮力,那么在水中下沉的物體是否也受浮力呢?討論一下看如何用簡單實驗來說明這個問題?學(xué)生探究:分組討論,利用學(xué)習(xí)工具探究:下沉的物體也受到浮力作用.到講臺展示:用彈簧秤測鋁塊在空氣中重力,再將鋁塊浸入水中勻速下沉,發(fā)現(xiàn)彈簧秤示數(shù)變小,說明鋁塊受一個向上的力,即浮力,所以在液體中下沉的物體也受浮力.教師活動:巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)做實驗好的學(xué)生典型.并引導(dǎo)學(xué)生歸納出測浮力的方法:用彈簧測力計測浮力.物理學(xué)中把

5、這種測浮力大小的方法,叫等效轉(zhuǎn)換法.投影多名學(xué)生的結(jié)論,評價、鼓勵學(xué)生.得出結(jié)論:一切浸在液體中的物體都會受到液體對它向上的浮力,浮力大小為:F浮=G-F.知識拓展1.正確理解“浸在”,物體的一部分浸在液體中或全部浸在液體中都叫浸在,當(dāng)物體全部浸在液體中也叫浸沒.2.根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,F浮=F向上-F向下,如果物體與容器底之間沒有空隙,也就是物體下表面沒有液體時,物體的下表面不受液體的壓力,則物體將不受浮力,如在水中的橋墩、深陷在淤泥中的沉船等.設(shè)計意圖讓學(xué)生體驗物體在液體中確實要受到浮力的作用,并引導(dǎo)學(xué)生尋求測量物體所受到浮力大小的簡便方法.這樣學(xué)生不僅學(xué)到了知識,還學(xué)會了解決物理問題的方

6、法.將課堂還給學(xué)生,體現(xiàn)學(xué)生的主體地位.思路二演示實驗:木塊在水中受到浮力.觀察木塊在水中受到浮力,漂浮在水面上. 設(shè)計意圖引導(dǎo)學(xué)生認識到物體在浮力的作用下可以漂浮在水面上.提出問題:鐵塊在水中會沉底,鐵塊在水中受浮力嗎?思考問題:通過實驗得出:鐵塊在水中受到水對鐵塊向上的托力.設(shè)計意圖引起學(xué)生思考,培養(yǎng)遷移能力.組織學(xué)生實驗:鐵塊在水中也受到浮力.總結(jié)歸納實驗得出有關(guān)浮力概念的相關(guān)知識:1. 浮力:浸在液體中的物體受到液體對物體向上浮的力叫浮力.2.符號:F浮.3.用彈簧測力計測浮力:F浮=G-F.4.浮力的方向:豎直向上.5.浮力的施力物體:液體.6.浸在氣體中的物體也受到氣體對物體的浮力

7、.設(shè)計意圖引導(dǎo)學(xué)生對浮力的概念進行總結(jié)歸納.演示實驗:觀察液體壓力顯示裝置在液體中受到液體壓力而引起的形變.得出結(jié)論:浸在液體中的物體受到液體對物體向各個方向的壓力.設(shè)計意圖比較物體各表面受到液體壓力及壓力和合力的情況.情境分析:已知:棱長為L的立方體位于水面下h深處.四個側(cè)面所受壓力F合=0 N.上、下兩面所受壓力關(guān)系: p向上p向下,F向上F向下,F浮=F向上-F向下.運用已有知識,推導(dǎo)、討論,得出結(jié)論.結(jié)論:浮力是液體對物體向上和向下的壓力差.設(shè)計意圖利用壓強和壓力的知識推導(dǎo)得出浮力與物體所受液體壓力的關(guān)系.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度,形成尊重事實的科學(xué)態(tài)度,提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化.提高分析實

8、驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論的能力.演示實驗:乒乓球?qū)嶒?實驗現(xiàn)象:1.將乒乓球放入瓶內(nèi),向瓶里倒水,乒乓球不浮起.2.將瓶下口堵住,乒乓球浮起.觀察思考、分析實驗結(jié)論:在左圖中乒乓球只受到液體對它向下的壓力;在右圖中乒乓球受到液體對它向上和向下的壓力,且向上的壓力大于向下的壓力,產(chǎn)生向上的浮力(即浮力是液體對物體向上和向下的壓力差).設(shè)計意圖培養(yǎng)學(xué)生細致觀察實驗,分析浮力產(chǎn)生的原因.過渡語把空飲料罐用手按入水桶,飲料罐進入水中越深,手感覺所受的力越大,浮力的大小和什么因素有關(guān)呢?二、決定浮力大小的因素思路一實驗探究:探究浮力的大小與什么因素有關(guān).下面我們來進行一個造船比賽:用大小相同的橡皮泥制作船,用砂

9、石作貨物,看一看,誰制作的船載的貨物多?并思考:浮力的大小可能跟什么因素有關(guān)?快樂游戲:造“船”比賽.學(xué)生每組一塊大小相同的橡皮泥設(shè)計造船.并觀察交流船只的差異,大膽猜測,交流討論:浮力的大小可能跟什么因素有關(guān)?快樂體驗:將飲料瓶慢慢壓入水桶,體會浮力的變化,觀察水位變化情況,物體浸入液體中的體積變化情況.從中獲得啟示,進一步想象:浮力的大小可能跟什么因素有關(guān).學(xué)生可能猜想浮力與液體的密度、排開液體的體積、物體的重力、物體的體積、物體的質(zhì)量、物體的形狀、深度等因素有關(guān)系.教師板書學(xué)生的猜測,并引導(dǎo)學(xué)生合并歸類,引導(dǎo)各小組認領(lǐng)實驗課題.按下列要求設(shè)計實驗報告:實驗課題、實驗?zāi)康?、實驗儀器、實驗步

10、驟.(投影:實驗報告的格式)學(xué)生分組探究:(1)利用測力計探究浮力與物體的密度的關(guān)系;(2)利用測力計探究浮力與深度的關(guān)系;(3)利用測力計探究浮力與液體的密度的關(guān)系;(4)利用測力計探究浮力與物體排開液體體積的關(guān)系;(5)利用測力計、橡皮泥探究浮力與物體形狀的關(guān)系.各小組根據(jù)要探究的課題,設(shè)計實驗.設(shè)計完畢,投影各小組設(shè)計的實驗步驟,進一步修正完善.根據(jù)修正的步驟探究課題,設(shè)計記錄實驗數(shù)據(jù)表格并交流,然后進行探究實驗.設(shè)計意圖讓學(xué)生從現(xiàn)有的知識水平出發(fā),通過“快樂游戲”和“快樂體驗”兩個實驗,不斷思考,提出可能影響浮力大小的因素,并進行因素歸類,分成各個獨立的可能因素讓各小組認領(lǐng)課題.通過學(xué)

11、生團隊間的協(xié)作,進行方案設(shè)計,并對設(shè)計的方案從理論上的正確性、操作上的可行性進行全班交流討論,思辨、質(zhì)疑和完善.學(xué)生匯報實驗過程與結(jié)論:分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.即:浸入液體中的物體所受的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),與物體浸沒在液體中的深度、物體的密度、質(zhì)量、體積、物體的形狀等無關(guān).教師活動:總結(jié)學(xué)生的結(jié)論:浸入液體中的物體所受到的浮力只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān).設(shè)計意圖探究浮力的大小與什么有關(guān)是本節(jié)的重點,讓學(xué)生自己動手進行實驗探究,經(jīng)歷知識建構(gòu)過程,便于對知識的理解.由于時間的關(guān)系只能讓學(xué)生分別來探究其中的一個因素與浮力的關(guān)系.思路二學(xué)生分組實驗:浮力大小與哪些因素有

12、關(guān)?教師巡視指導(dǎo):1.學(xué)生的分工協(xié)作是否合理.2.如何設(shè)計表格.3.對獲取的數(shù)據(jù)如何處理.4.針對學(xué)生在不同的問題中出現(xiàn)的錯誤進行糾正.學(xué)生選擇實驗器材、設(shè)計表格、實驗測量、記錄數(shù)據(jù).設(shè)計意圖培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、設(shè)計表格、規(guī)范操作的能力.(1)探究浮力與浸沒后深度的關(guān)系.深度h/格重力G/N彈簧測力計示數(shù)F/N浮力F浮/N實驗結(jié)論:浮力大小與浸沒后深度無關(guān).(2)探究浮力與物體排開液體體積的關(guān)系.V排/格重力G/N彈簧測力計示數(shù)F/N浮力F浮/N實驗結(jié)論:在同一種液體中,物體排開液體的體積越大,浮力越大.(3)探究浮力與液體密度的關(guān)系.液/kg重力G/N彈簧測力計示數(shù)F/N浮力F浮/N實驗結(jié)論:

13、物體排開液體體積一定時,液體密度越大,浮力越大.1.一位物理實驗小組的同學(xué)利用一個可樂瓶與一個乒乓球做“研究浮力產(chǎn)生原因”的實驗,如圖所示,將一個塑料可樂瓶剪去底部,把一個乒乓球放在瓶內(nèi),從上面倒入水,觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出(如圖甲),但乒乓球并不上浮,這是因為.若用手堵住瓶口(如圖乙),可觀察到乒乓球浮起,這是因為.解析:本題考查浮力產(chǎn)生的原因.甲圖中,乒乓球下部沒有水,它的底部不受水的向上的壓力,所以,乒乓球不受浮力;乙圖中,用手堵住瓶口,它的下部受到水向上的壓力,所以,乒乓球受到浮力而上浮.【答案】乒乓球不受浮力乒乓球受到浮力的作用2.小華在游泳池游泳,當(dāng)他從淺水區(qū)走向深

14、水區(qū),若水底布滿小石頭,則下述體驗與分析合理的是()A.腳底疼痛感覺減弱,因為人越來越輕B.腳底疼痛感覺減弱,因為水對人的浮力越來越大C.腳底疼痛感覺加重,因為人越來越重D.腳底疼痛感覺加重,因為水對人的浮力越來越小解析:本題考查對浮力大小的判斷.浸在液體中的物體受到浮力的大小,與物體浸入液體的體積有關(guān),浸入的體積越大,所受的浮力越大,人對水底小石頭的壓力越小,故腳底疼痛感覺減弱.故選B.3.如圖所示,A,B是能自由移動的物體,C,D是容器自身凸起的一部分,現(xiàn)在往容器中注入一些水,則下列說法錯誤的是() 物體一定受浮力的作用物體一定受浮力的作用部分一定受浮力的作用部分一定受浮力的作用解析:本題

15、考查浮力產(chǎn)生的原因.浮力產(chǎn)生的原因是浸在液體中的物體受到向上和向下的壓力差.由題圖可知,物體A和容器C部分的上下表面都受到水的壓力,且F向上F向下,所以A,C一定受到浮力的作用;而B物體F向下=0,F浮=F向上,故也受到浮力的作用;D是容器底部凸起的一部分,它的下表面沒有水,也就沒有受到向上的壓力,所以它一定不受浮力的作用,故選D.4.一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋,容器放在斜面上,如圖所示,圖中畫出了幾個力的方向,你認為雞蛋所受浮力的方向應(yīng)是() 解析:雞蛋懸浮在液體中,此時雞蛋上、下表面受到的壓力不同,這個壓力差就是雞蛋所受浮力,因浮力的方向總是豎直向上的.故選C.5.小敏同學(xué)在探究“

16、影響浮力大小的因素”時,做了如圖所示的實驗,請你根據(jù)小敏的實驗探究回答下列問題. (1)比較圖和圖,說明浸在液體中的物體會受到液體對物體的浮力作用.(2)比較圖b與圖c可得到的結(jié)論是.(3)為探究浮力大小跟物體浸沒液體中的深度的關(guān)系,應(yīng)選用圖來研究.(4)在圖d與圖e中,保持了不變,研究與的關(guān)系,得到的結(jié)論是,這種方法叫做.在已學(xué)過的物理知識中還有很多實驗用到了這種方法,請你舉一例.解析:(1)由圖a可知,物體的重力是4 N,在圖b中,物體浸入水中時彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?N,示數(shù)減小了就說明物體受到了豎直向上的浮力;在圖c、圖d和圖e中,彈簧測力計的示數(shù)都減小了,說明浸在液體中的物體都受到了豎

17、直向上的浮力;(2)b,c兩圖中物體浸入的是同種液體,液體的密度是一定的,c圖中物體排開水的體積比較大;c圖中物體受到的浮力等于4 N-3 N=1 N,b圖中物體受到的浮力等于4 N= N,由此得出:在液體的密度一定時,物體排開液體的體積越大時,物體受到的浮力就會越大;(3)要探究浮力和物體浸沒在液體中深度的關(guān)系,就要讓物體浸沒在同種液體中,而深度不同,這樣液體的密度和物體排開液體的體積就是一定的,c,d兩圖符合這種情況;(4)圖d與圖e,物體都是浸沒,物體排開液體的體積是一定的,但液體密度不同,是探究浮力的大小和液體密度的關(guān)系,鹽水密度比水的密度大,物體浸在鹽水中的浮力(4 N= N)大于水

18、中的浮力(4 N-3 N=1 N),所以得出結(jié)論:在物體排開液體的體積一定時,液體的密度越大,物體受到的浮力就越大;探究浮力大小和液體密度的關(guān)系時,保證了物體排開液體體積一定,這種探究方法就叫控制變量法;初中物理實驗中用到控制變量法的比較多,有:探究影響滑動摩擦力大小的因素,壓力的作用效果和哪些因素有關(guān),以及影響動能大小的因素.【答案】(1)ab(c,d,e)(2)液體密度一定時,浮力的大小和物體排開液體的體積有關(guān),物體排開液體的體積越大,浮力就越大(3)c,d(4)物體排開液體的體積浮力的大小液體密度物體排開液體的體積一定時,液體的密度越大,物體受到的浮力就越大控制變量法探究影響滑動摩擦力大

19、小的因素一、浮力1. 浮力:浸在液體中的物體受到液體對物體向上浮的力叫浮力.2.符號:F浮.3.用彈簧測力計測浮力:F浮=G-F.4.浮力的方向:豎直向上.5.浮力的施力物體:液體.6.浸在氣體中的物體也受到氣體對物體的浮力.二、浮力的產(chǎn)生浮力是液體對物體向上和向下的壓力差.三、浮力的大小與哪些因素有關(guān)1. 探究浮力與浸沒后深度的關(guān)系.實驗結(jié)論:浮力大小與浸沒液體中的深度無關(guān)2.探究浮力與物體排開液體體積的關(guān)系.實驗結(jié)論:在同一液體中,物體排開液體的體積越大,浮力越大.3.探究浮力與液體密度的關(guān)系實驗結(jié)論:物體排開液體體積一定時,液體密度越大,浮力越大.一、教材作業(yè)【必做題】教材第52頁動手動

20、腦學(xué)物理的3,4題.【選做題】教材第52頁動手動腦學(xué)物理的1,2,5題.第2節(jié)阿基米德原理導(dǎo)入一:阿基米德出生在古希臘的貴族家庭,他從小熱愛學(xué)習(xí),善于思考,喜歡辯論.有一次,國王要金匠給他做一頂金王冠,做王冠用的金子事先稱過重量.王冠做好了,國王聽說金匠在王冠中摻進了白銀,偷走了一些金子.可是,王冠的重量,并沒有少;從外表看,也看不出來.沒有證據(jù),就不能定金匠的罪.國王把阿基米德找去,要他判斷這頂王冠有沒有摻進白銀,如果摻了,摻進去多少.據(jù)說,阿基米德是從洗澡得到啟發(fā),才解決了這個難題.一天,他去澡堂洗澡,心里還想著王冠問題.當(dāng)他慢慢坐進澡盆的時候,水從盆邊溢了出來.他望著溢出來的水發(fā)呆,忽然

21、,高興地叫了起來:“找到了!找到了!”阿基米德連衣服都來不及穿好,竟然赤著身子,從澡堂跑回家里.原來,阿基米德已經(jīng)想出了一個簡便方法,可以判斷王冠是不是純金做的.他把金王冠放進一個裝滿水的缸中,一些水溢了出來.他取出金冠,把水裝滿,再將一塊同王冠一樣重的金子放進水里,又有一些水溢了出來.他把兩次溢出的水加以比較,發(fā)現(xiàn)第一次溢出來的多.于是他斷定王冠中摻了銀子.然后,他又經(jīng)過一番實驗,算出了銀子的重量.當(dāng)他宣布這個結(jié)果的時候,金匠們一個個驚得目瞪口呆.他們怎么也弄不清楚,為什么阿基米德會知道他們的秘密.當(dāng)然,說阿基米德是從洗澡中得到啟發(fā),并沒有多大根據(jù).但是,他用來揭開王冠秘密的原理流傳下來,就

22、叫做阿基米德原理.直到現(xiàn)代,還在利用這個原理測定船舶載重量.你能知道阿基米德揭開這個秘密的原理嗎?你想知道這個原理是什么內(nèi)容嗎?今天我們就要學(xué)到這個原理.導(dǎo)入二:課件展示圖片:1.萬噸巨輪在大海中航行.2.人仰躺在死海中看書.3.熱氣球騰空而起.引導(dǎo)學(xué)生說出為什么會出現(xiàn)這樣的情況?學(xué)生會不約而同地回答,因為他們都受到了浮力作用.繼續(xù)追問:誰還能舉出生活中類似受浮力的例子?學(xué)生踴躍發(fā)言,教師及時給予鼓勵表揚.關(guān)于浮力,你想知道些什么呢?有學(xué)生會說出想知道什么是浮力?浮力的方向怎樣、大小怎樣等問題.設(shè)計意圖上課伊始,利用生活中的場景,調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性,燃起學(xué)生探究的熱情.一、阿基米德的靈感

23、創(chuàng)設(shè)情境:指著漂浮在水面上的空易拉罐提出問題,易拉罐浮在水面上,用什么辦法能把它浸入水中呢? 方法1:用手把空易拉罐向下慢慢壓入水中.問題(1)你的手有什么感覺?(2)易拉罐受到的重力變化了嗎?受到的浮力變化了嗎?(3)水面高度有什么變化?(4)這些都說明了什么問題?【學(xué)生活動】思考討論:通過實驗發(fā)現(xiàn)將易拉罐壓入水中的過程中,易拉罐所受的浮力越來越大,排開的水越來越多.說明浮力的大小和排開液體多少有關(guān)系.方法2:將易拉罐踩扁放入水中下沉.問題(1)易拉罐為什么會沉下去?它受到的重力變化了嗎?受到的浮力變化了嗎?(2)易拉罐踩扁后放入水中,什么變了?(3)這些都說明了什么問題?【學(xué)生活動】思考討

24、論:易拉罐的重力沒有變,之所以會下沉,是因為它受到的浮力減小了.易拉罐踩扁后,體積變小,放入水中,排開水的體積也變小了.說明浮力的大小跟易拉罐排開水的體積有關(guān),體積越小,受到的浮力越小.方法3:將易拉罐灌滿水后放入水中下沉.問題易拉罐灌滿水后受到的重力變了嗎?受到的浮力變了嗎?【學(xué)生活動】思考討論:易拉罐灌滿水后,受到的重力變大了,受到的浮力怎么變化不清楚.思考問題:浮力的大小和排開液體多少是否存在定量的關(guān)系呢?交流分析:根據(jù)上一節(jié)課我們知道,物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,它受到的浮力就越大.現(xiàn)在根據(jù)阿基米德的故事,如果我們用“物體排開液體的體積”取代“浸沒在液體中物體的體積”來陳

25、述這個結(jié)論,可以得到,物體排開液體的體積越大、液體的密度越大,它所受的浮力就越大.教師引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)一說法:把物體浸入液體的體積稱為物體排開液體的體積.液體的密度、排開液體的體積是不是和排開液體的質(zhì)量有一定的聯(lián)系呢?排開液體的質(zhì)量是不是和排開液體所受的重力有一定的聯(lián)系呢?浮力的大小會不會和排開液體所受的重力有一定的關(guān)系呢? 設(shè)計意圖步步引導(dǎo)、層層過渡.過渡語我們初步探究了物體在液體中受到的浮力大小是不一樣的,那么物體受到浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢?下面我們深入探究一下.二、浮力的大小思路一猜想與假設(shè):教師點撥學(xué)生猜想:由前面實驗我們知道,物體浸入液體的體積越大(即物體排開液體的體積越大),液體的密

26、度越大,物體所受的浮力越大.也就是說浮力的大小與物體排開液體的重量是有關(guān)的,它們之間有什么數(shù)量關(guān)系呢?制訂計劃與設(shè)計實驗:學(xué)生討論:經(jīng)過討論,設(shè)計出實驗的方案,教師評價.思考交流:浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用,所受浮力的大小可以用彈簧測力計測出.物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出.實驗探究:探究浮力的大小與排開液體的重力的關(guān)系.1.實驗器材:彈簧測力計、石塊、燒杯、小桶、水.思考問題:如何測出石塊排開的水所受的重力呢?溢水杯中的水應(yīng)為多少?先測空桶的重力呢,還是先測桶和排開水的總重力呢?小組討論,匯報方案,教師點評.學(xué)生分組實驗,把數(shù)據(jù)記錄在表格中.2.實驗步驟(1)如

27、圖所示,測出石塊所受的重力G和小桶所受的重力G桶.(2)將溢水杯中注滿水,把石塊浸入溢水杯中,讓排出的水全部流入小桶中,讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F,同時用小桶收集物體排開的水.(3)用彈簧測力計測出小桶和水的總重力G總.則排開水的重力G排=G總-G桶.(4)根據(jù)F浮=G-F算出浮力,與G排比較大小.3.實驗數(shù)據(jù)記錄表格:石塊重G/N小桶重G桶/N石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F/N小桶和水的總重G總/N浮力的大小F浮/N排開水所受重力G排/N4.分析與討論:運用比較的方法,通過比較F浮和G排得出結(jié)論.結(jié)論:浸在液體中的物體受到向上的浮力(F浮),浮力(F浮)的大小等于被它排開的液體所受的重力

28、(G排),這個結(jié)論叫做阿基米德原理.用公式表示為F浮=G排.講述:上述結(jié)論是阿基米德早在兩千多年前就已發(fā)現(xiàn),稱為阿基米德原理.實驗證明,這個結(jié)論對氣體同樣適用.例如空氣對氣球的浮力大小就等于被氣球排開的空氣所受到的重力.設(shè)計意圖將“物體所受的浮力大小”與“排開水的重力”兩個物理量分開測量的方法是為了簡化實驗步驟,將實驗難點分散.知識拓展使用阿基米德原理要注意:(1)浸在液體里的物體包括兩種狀態(tài):一是全部浸入,此時V排=V物;二是部分浸入,此時V排G物漂浮F浮=G物懸浮F浮=G物下沉F浮G物物液 漂浮F浮 =G物物液懸浮F浮 =G物物=液下沉F浮液想一想:漂浮與懸浮有什么共同點與不同點?共同點:

29、在平衡力的作用下靜止不動;浮力等于重力.不同點:漂浮是物體一部分浸入液體中,懸浮是整個物體浸沒在液體中.密度關(guān)系也不同.5.設(shè)置跟蹤練習(xí)把鐵塊放在水中時,鐵塊會; 放在水銀中時鐵塊會,最終.設(shè)計意圖學(xué)以致用:解決問題鞏固新知.6.實驗探究、合作研討 思維升華:探究改變物體浮沉狀態(tài)的方法.請利用桌上器材(氣球、鐵釘、注射器、紙杯等)改變兩燒杯中的物體的浮沉狀態(tài).展示成果:(1)把牙膏皮做成船型(空心),就能浮在水面上,而且還能裝載小西紅柿. (2)鐵塊放在紙杯里,或吹大的氣球里. (3)在燒杯里加適量的鹽,雞蛋會浮起來. (4)在泡沫上穿幾顆釘子,泡沫就沉下去了. (5)用注射器抽小西紅柿中的汁

30、水. 引導(dǎo)總結(jié):改變物體的浮沉狀態(tài)的方法.(1)改變浮力:改變V排 、改變液.(2)改變重力.(3)同時改變浮力和重力.現(xiàn)象釋疑:為什么湯圓剛?cè)脲仌r沉底了,煮熟了就浮到水面上了?設(shè)計意圖通過學(xué)生自主探究改變浮沉條件的方法,既為下面浮沉條件的應(yīng)用作鋪墊,又鍛煉了學(xué)生的思維.分析、解答:湯圓熟了時變成空心的,增大排開液體的體積,從而增大浮力.過渡語你能舉出生活中應(yīng)用這些改變浮沉條件的方法的事物嗎?思路二問題1浸沒在液體中的物體都會受到浮力,但是有的物體要上浮,有的物體要懸浮,有的物體要下沉,這是為什么?你能畫出圖中物體所處幾種狀況下受力的情況嗎?引導(dǎo)學(xué)生從受力分析角度探討問題.先讓學(xué)生對物體在液體

31、中處于漂浮和懸浮狀態(tài)時的情況進行受力分析,得出物體處于這兩種狀態(tài)時要滿足浮力等于重力的條件.物體的下沉與上浮是動態(tài)過程,為了使學(xué)生更好地接受,本節(jié)課用了一個小實驗來探討它們的受力條件:(1)用細繩拉著一塊小鐵塊,讓鐵塊在水中靜止,讓學(xué)生對其進行受力分析;然后放手,再讓學(xué)生對其進行受力分析,從而得出物體下沉條件.在演示實驗過程中,給予學(xué)生有效的引導(dǎo),讓學(xué)生有目的地觀察實驗.(2)用手壓著一木塊,讓木塊在水中靜止,讓學(xué)生對其進行受力分析,然后放手,再讓學(xué)生對其進行受力分析,從而得出物體上浮的條件.設(shè)計意圖讓學(xué)生自己開口說出實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的表達能力.讓學(xué)生對物體進行受力分析,培養(yǎng)學(xué)生的理論分析能

32、力;利用多媒體課件解釋物體的浮沉條件,將抽象的物理情境清晰地展現(xiàn)出來,有利于讓學(xué)生把感性認識上升到理性認識.總結(jié)出物體下沉與上浮條件,并將結(jié)論寫在黑板上:F浮G時,物體上浮;F浮=G時,物體懸浮,可停在液體內(nèi)部任意位置;F浮G時,物體下沉;F浮=G時,物體漂浮,有一部分體積露出液面.問題2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,那么物體浮沉的情況是否可以用物體的密度跟液體的密度相比呢?(注:以上是只對實心物體而言的.)引導(dǎo)公式:F浮=液gV排.G物=物gV物.討論分析,進行推導(dǎo)得出結(jié)論.物體上浮:物液.設(shè)計意圖由淺入深,層層遞進,引導(dǎo)學(xué)生動腦思考,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和口頭

33、表達能力.問題3新鮮的雞蛋在清水中要下沉,為什么?你能想辦法讓它懸浮嗎?大家動手做做看.這是通過哪種方法來增大浮力,從而調(diào)節(jié)浮力和重力關(guān)系來實現(xiàn)懸浮的呢?增大浮力還有什么方法?動手實驗,大膽猜想.雞蛋的重力大于雞蛋所受的浮力,雞蛋的密度大于水的密度,所以雞蛋下沉.向水中加鹽,使鹽水的密度大于雞蛋的密度,雞蛋因浮力大于重力而上浮.增大浮力還可以通過增大排開液體的體積的方法.根據(jù)實驗現(xiàn)象和課件圖示,進行總結(jié),深化理解.二、物體浮沉條件應(yīng)用1.輪船工作原理 用密度比水大的鋼鐵制成的輪船卻能浮在水面上,為什么?思考回答:利用學(xué)生展示的漂浮在水面的牙膏皮,可以把它看成一個小船,大家能不能說出輪船工作原理

34、是什么?輪船的工作原理:采用“空心”的辦法增大排開液體體積增大可以利用的浮力,使船漂浮在水面.演示實驗:標(biāo)記水到牙膏皮的位置為1,然后向里加入一個小西紅柿標(biāo)記水到牙膏皮的位置為2, 然后再向里加入一個小西紅柿標(biāo)記水到牙膏皮的位置為3牙膏皮小船下沉到水底. 學(xué)生觀察實驗問題導(dǎo)學(xué)、自主學(xué)習(xí):看來船還有一個運載能力的問題,實際是用什么來衡量船的運載能力的引出排水量,追問:什么是排水量?自主學(xué)習(xí)、回答問題:輪船的大小是按排水量來區(qū)分的,排水量是輪船滿載時的排開水的質(zhì)量(m排),它等于船的質(zhì)量和貨物的質(zhì)量之和.跟蹤典例剖析:一艘輪船排水量為2104 t.請問它排開水的重力是多少?除此之外我們還可以計算出

35、哪些物理量來?總結(jié): 設(shè)計意圖學(xué)生通過解決問題,提升對知識的認識,同時鍛煉運用知識解決問題能力.演示實驗:把牙膏皮小船放入密度為10 3 kg/m3純水中,標(biāo)記水到牙膏皮的位置為S,然后再把它放入密度為103 kg/m3鹽水中,牙膏皮小船會有什么變化?標(biāo)記水到牙膏皮的位置為W.則W在S的方.W,S叫輪船的吃水線.交流、回答:牙膏皮會上浮一些. 想一想:一艘輪船從河里駛?cè)牒＠?它受到的重力.它受到浮力.它排開水的體積.(填“變大”“變小”或“不變”)學(xué)生思考解答:不變、不變、變小.剖析易錯點:輪船漂浮,F浮 = G物,G物不變,F浮不變.知識拓展若已知輪船的排水量和自重,就可以算出它的最大載貨量

36、,因為輪船裝有貨物時,共受三個力的作用:G船,G貨,F浮,它們之間的關(guān)系為:F浮=G船+G貨,則G貨=F浮-G船,而F浮=G排=m排g(m排為排水量),由此可以算出輪船最大載貨量G貨=G排-G船,m貨=m排-m船.2.潛水艇工作原理合作探究:你能改變球形玻璃瓶的浮沉狀態(tài)嗎?分組實驗:先觀察潛水艇模型,再合作實驗. 交流方法:(1)當(dāng)將注射器氣體壓入球內(nèi)時,球內(nèi)的水量減少,球和球內(nèi)的水的重力變小, GF浮,球下沉.播放動畫:潛水艇的浮沉問題導(dǎo)學(xué):潛水艇在水下行駛過程中,它受到的浮力大小,下潛時向水艙中,潛水艇逐漸變,就逐漸潛入水中;上浮時,就用壓縮空氣將水艙中的水排出一部分,使?jié)撍ё?從而上浮

37、.潛水艇的潛水和上浮是靠來實現(xiàn)的.觀看課件,回答:不變;充水;重;輕;改變自身重力.總結(jié):潛水艇的工作原理:潛水艇的上浮、下潛和懸浮,是靠改變自身的重力來實現(xiàn)的.反饋訓(xùn)練:某潛水艇從水面下10 m處一直下潛到100 m深的過程中,潛水艇受到水的壓強將,浮力將;從長江潛行到東海浮力將.思考解答:變大、不變、變大.過渡語在空氣中能實現(xiàn)浮沉嗎?3.氣球和飛艇設(shè)置情境:出示一薄塑料袋,展開釋放,塑料袋下落;用嘴吹起塑料袋釋放,塑料袋下落.為什么不能升空?要想使它升空怎么辦?觀察、思考回答:往里充密度小的氫氣或加熱里面的空氣.模擬實驗:利用塑料袋和酒精燈模擬熱氣球,讓各小組同時釋放.小組合作模擬實驗:課

38、堂獎勵:把一“許愿燈”獎勵送給“熱氣球”升高最高的小組.歸納總結(jié):氣球和飛艇工作原理:氣G物而升空.設(shè)計意圖通過豐富多彩的探究活動,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會中的意識.想想議議:( 1)要使充了氦氣、升到空中的氣球落回地面,可采用什么辦法? (2)要使熱氣球落回地面,可采用什么辦法?知識拓展密度計(用來測量液體密度的儀器)是利用密度計漂浮在液面上的條件來測量的.由于密度計的重力是一定的,漂浮在液面上時,所受浮力等于它的重力,但由于不同液體密度不同,因此V排有所不同,故密度計越往下端標(biāo)出的密度值越大.4.應(yīng)用拓展(1)打撈沉船 介紹方法:將幾個充滿水的大型浮筒沉入水底,用鋼纜把浮筒與沉船緊緊地拴在一起,然后用高壓空氣把浮筒中水排出,沉船就隨著浮筒一起浮出水面.想一想:請解釋這樣打撈沉船的道理.交流、回答:浮筒中水排出后重力大大減小,