10.1 浮力（教學設計）- 八年級物理下冊同步備課系列（人教版）

學而優(yōu)教有方.1浮力（教學設計）年級八年級授課時間課題10.1浮力教學目標1.認識一切浸在液體中的物體都要受到浮力的作用，浮力的方向是豎直向上的。能通過實驗證明上述結論的正確性。3.經(jīng)歷探究浮力大小跟哪些因素有關的實驗過程，認識物體所受浮力的大小跟它浸在液體中的體積有關，跟液體的密度有關。教材分析本節(jié)是在綜合應用液體的壓強、壓力、二力平衡等知識的基礎上展開的，由“浮力”和“決定浮力大小的因素”兩部分內容構成。教學的重點是決定浮力大小的因素。要引導學生開展好探究浮力的大小跟哪些因素有關的實驗。1.浮力引導學生觀察水中冰山、鴨子、船等實例照片，分析物體受力，由二力平衡條件可以判斷，物體一定受到豎直向上的浮力作用?！案兄×Φ拇嬖凇保簩W生往往認為漂浮在液面的物體一定受到浮力的作用，而沉入液體中的物體就不受到浮力的作用。教學中，應該以此為切入點。可以讓學生把一些生活中常見的物品，如木塊、乒乓球和鋁塊等放入水中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，開展必要的體驗性實驗活動。在此基礎上結合測量鋁塊浸沒水中所受的浮力的演示實驗，說明沉在液體中的物體也受到浮力的作用?！皽y量浮力的大小”：用彈簧測力計測量物體浸沒在液體中時所受的浮力?？梢圆捎醚菔緦嶒?，也可以讓學生做分組實驗。2.決定浮力大小的因素可以引導學生從生活體驗中提出問題及猜想，并通過實驗檢驗這些猜想。在猜想過程中，應引導學生根據(jù)原有經(jīng)驗和知識合理推測，而不要瞎猜。應鼓勵學生積極動腦思考剔除不合理的猜想，并開展有針對性的實驗研究。教學器材彈簧測力計、大燒杯、細線、圓柱體鐵塊、圓柱體鋁塊、水、鹽水等。多媒體ppt，包含視頻：《測量鋁塊浸沒在水中所受的浮力》、《浮力產(chǎn)生原因》、《探究浮力的大小與浸入液體體積、液體密度、深度、物體密度的關系》等。教學過程教師活動學生活動導入新課（1）講解歷史典故——“死海不死”相傳大約兩千年前，羅馬統(tǒng)帥狄杜進兵耶路撒冷，攻到死海岸邊，擊潰了這里的土著人，并下令將俘虜來的奴隸投入死海。但奇怪的是奴隸并沒有沉到水里淹死，卻被波浪送回岸邊。狄杜大驚失色，以為奴隸們受神靈保佑，屢淹不死，只好下令將他們全部釋放。想一想：奴隸為什么沒有沉到水里淹死呢？（2）播放視頻——《阿基米德的故事》通過剛才的短片，我們知道了阿基米德及其發(fā)現(xiàn)的浮力定律，這個定律到底是什么內容？有著怎樣的應用？今天我們一起學習有關浮力的知識——《10.1浮力》。學習新課一、浮力1.浮力（1）觀察現(xiàn)象：冰山能在水上漂浮，游船能在水面游弋、升空的氣球?！咎釂枴渴鞘裁戳α堪阉鼈兺衅饋淼?？【分析】冰山、游船、氣球都受到重力的作用，冰山、游船但卻沒有因此而沉入水底，氣球能夠升空，這表明水（空氣）對它們有一個向上托起的力。（2）浮力：浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的力，這個力叫做浮力，常用字母F浮表示。（3）浮力方向：豎直向上。（4）浮力的施力物體：液體或氣體。【過渡】當物體全部浸入（浸沒）水中時，還會受到浮力嗎？2.稱重法測浮力（1）實驗：測量鋁塊浸沒在水中所受的浮力在彈簧測力計下懸掛一個鋁塊，讀出測力計的示數(shù)F1；把鋁塊浸沒在水中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)減小?！咎釂枴繌椈蓽y力計的示數(shù)為什么會變??？說明浸沒在水中的鋁塊受到了水的浮力作用。（2）稱重法測浮力的方法①測量出物體在空氣中受的重力G=F1②物體浸在水中時彈簧測力計的拉力F2③則浮力的大小F浮=F1-F2彈簧測力計減小的示數(shù)就是水對物體的豎直向上的浮力。這種測量浮力的方法叫“稱重法”?！静シ乓曨l】——《測量鋁塊浸沒在水中時所受的浮力》（3）稱重法測浮力的原理①鋁塊在空氣中時，受到重力G和彈簧測力計的拉力F1。②鋁塊浸沒在水中時，受到三個力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。根據(jù)力的平衡條件可知：F浮+F2=G，所以F浮=F1–F23.浮力產(chǎn)生的原因【提問】為什么浸在液體中的物體會受到浮力呢？這是因為液體內部存在壓強，而且深度不同，其壓強不同。（1）分析浮力產(chǎn)生的原因以浸沒在液體中的長方體為例進行探究，該長方體的六個面分別受到液體的壓強（p=pgh）和壓力（F=pS），我們進行對比。（如圖所示）位置前、后兩個面左、右兩個面上、下兩個面深度相等相等上淺下深壓強相等相等上小下大壓力F前、F后是一對平衡力，合力為0F左、F右是一對平衡力，合力為0F向下?F向上，F(xiàn)差=F向上-F向下總結歸納：浮力是液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的，即F浮=F2-F1（2）兩種特殊情況①當物體部分浸入液體中時，如左圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小F浮=F向上。②若浸沒在液體中的物體下表面和容器底緊密接觸，如右圖所示，則液體對物體向上的壓力F為0，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力。如在水中的橋墩、攔河壩等。【播放視頻】——《浮力產(chǎn)生的原因》【例題1】在研究浮力產(chǎn)生的原因時，某同學做了如圖所示的兩個實驗，將兩端蒙上繃緊程度相同的橡皮膜的玻璃筒浸沒在水中。①甲圖說明：___________________________________。②乙圖說明：___________________________________。③通過_____圖可以說明浮力的產(chǎn)生原因?！敬鸢浮竣僭谕簧疃龋畬ΣＡ沧?、右兩側橡皮膜的壓力相等；②水對玻璃筒下表面橡皮膜向上的壓力大于水對玻璃筒上表面橡皮膜向下的壓力；③乙?！窘馕觥竣偌讏D橡皮膜深度相同，凹陷程度相同，說明在同一深度，水對玻璃筒左、右兩側橡皮膜的壓力相等。②乙圖橡皮膜深度不同，凹陷程度不同，說明水對玻璃筒下表面橡皮膜向上的壓力大于水對玻璃筒上表面橡皮膜向下的壓力。③通過乙圖可以說明浮力的產(chǎn)生原因。例題1圖例題2圖【例題2】物理實驗小組的同學利用一只可樂瓶與一只乒乓球做“研究浮力產(chǎn)生原因”的實驗，如圖所示，將一只塑料可樂瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶內，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（圖甲），但乒乓球并不上浮，這是因為：________________；若用手堵住瓶口（圖乙），可觀察到乒乓球浮起，這是因為_________________；此實驗說明浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體上、下表面產(chǎn)生__________?！敬鸢浮科古仪虿皇芨×?，它的底部不受水的向上的壓力；乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力；壓力差?！窘馕觥考讏D中，乒乓球下部沒有水，它的底部不受水的向上的壓力，而浮力是由于浸沒在液體中的物體上、下表面受到液體的壓力差，所以，乒乓球不受浮力。乙圖中，用手堵住瓶口，乒乓球的上部和下部分別受到向下和向上的壓力，從而產(chǎn)生浮力，當浮力大于乒乓球的重力時，乒乓球上浮。綜上分析可知，此實驗說明浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體上、下表面產(chǎn)生壓力差。觀察圖片中的現(xiàn)象，思考問題并回答。認識浮力，浮力的方向。觀看或進行實驗，會用稱重法測浮力。并會用公式表示浮力的大小。通過稱重法得出：下沉的物體也受到浮力的作用。會根據(jù)力的平衡條件分析浮力的大小。通過理論推導與分析，得出浮力產(chǎn)生的原因。知道兩種特殊情況下浮力是否存在及大小的計算。觀看視頻，進一步認識浮力產(chǎn)生的原因。通過做例題1和2，進一步認識浮力產(chǎn)生的原因。學習新課1.決定浮力大小的因素【提出問題】浮力的大小跟什么因素有關呢？【猜想】①木塊在水中漂浮,鐵塊在水中下沉，可能跟物體的密度有關。②人在水中會下沉，在死海中卻能漂浮，可能跟液體密度有關。③用手將空易拉罐按入水中，當它浸入水中的體積越大，手感覺到的浮力也越大，可能跟浸入液體中的體積有關。④人從淺水區(qū)走向深水區(qū)的過程中感覺逐漸變輕。于是他猜想浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關。【設計實驗】（1）實驗方法：控制變量法上面所說的固體的密度、液體的密度、固體浸入液體中的體積和固體浸入液體的深度這幾個量是實驗中的“變量”，在檢驗浮力與其中某一個量的關系時，必須使其他量保持不變，或者確認浮力跟這些量無關。（2）測量浮力大小的原理：F浮=F1-F2（稱重法）（3）實驗器材：彈簧測力計、燒杯、水槽、圓柱體組（鋁塊、鐵塊）、水、酒精、濃鹽水等?！具M行實驗與分析論證】（1）探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關系=1\*GB3①用彈簧測力計測量出物體的重力G；=2\*GB3②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F1；=3\*GB3③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2。記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：浸沒深度h淺深更深重力G/N1.81.81.8彈簧測力計示數(shù)F/N1.21.21.2浮力F浮/N0.60.60.6結論：浮力的大小與物體浸沒液體中的深度無關?！静シ乓曨l】——《探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關系》（2）探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關系=1\*GB3①用彈簧測力計測量出物體的重力G；②將物體部分浸入水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F1；③把物體浸在水中體積再大一些，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2；④把物體浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F3。記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：物體浸在液體中的體積V部分浸入大部分浸入浸沒重力G/N1.81.81.8彈簧測力計示數(shù)F/N1.61.41.2浮力F浮/N0.20.40.6結論：在同一液體中，物體浸在液體中的體積越大，浮力越大?！静シ乓曨l】——《探究浮力的大小與浸入液體體積的關系》（3）探究浮力大小與液體密度的關系=1\*GB3①用彈簧測力計測量出金屬塊的重力G；②將金屬塊分別浸沒在酒精、水和鹽水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)；記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：液體種類酒精水鹽水重力G/N1.81.81.8彈簧測力計示數(shù)F/N1.41.20.9浮力F浮/N0.40.60.9結論：浮力的大小跟液體的密度有關，在浸入液體的體積相同時，液體的密度越大，浮力越大?！静シ乓曨l】——《探究浮力的大小與液體密度的關系》（4）探究浮力大小與物體密度的關系①用彈簧測力計分別測出體積相等的鋁塊、鐵塊的重力；②把鋁塊、鐵塊再懸掛在彈簧測力計下端，分別浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)。記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：固體種類鋁塊鐵塊重力G/N1.64.8彈簧測力計示數(shù)F/N0.63.8浮力F浮/N1.01.0結論：浮力的大小跟固體的密度無關，在浸入同種液體的體積相同時，所受浮力相等。（5）歸納實驗結論——影響浮力大小的因素：物體在液體中所受的浮力大小，跟它浸在液體中的體積有關，跟液體的密度有關。浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。【例題3】在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”實驗中，小明同學用調好的彈簧測力計測出金屬塊的重，再將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度，實驗步驟如圖所示，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。（1）由實驗步驟________可知，浮力大小與物體浸沒在液體中的深度_______（選填“有關”或“無關”）。（2）分析實驗步驟A、E、F可知，浮力的大小與________有關，步驟F中液體密度_____（選填“大于”、“小于”或“等于）水的密度?！敬鸢浮浚?）A和D、E，無關；（2）液體密度，小于。【解析】（1）研究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度的關系，要控制排開液體的體積和密度相同，所以，分析比較實驗步驟A和D、E知道，因D、E中測力計示數(shù)相同，由稱重法可知，受到的浮力相同，故浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關。（2）分析實驗步驟A、E、F知道，E、F排開液體的體積相同，但液體的密度不同，由稱重法可知，E、F中物體受到的浮力不同，浮力的大小與排開液體的密度有關。分析實驗數(shù)據(jù)知道，因F中測力計示數(shù)較大，由稱重法知，F(xiàn)圖中受到的浮力較小，所以液體密度小于水的密度。根據(jù)日常生活中的事例，進行猜想，影響浮力大小的因素有哪些。設計實驗。完成以下實驗：探究浮力大小與物體浸沒后的深度、浸入的體積、液體的密度、物體的密度的關系實驗。每一個實驗要收集證據(jù)，并歸納出結論。每一個實驗都有對應的視頻講解，可進行觀看，進一步熟悉探究過程，認識影響浮力大小的因素。綜合以上4個探究實驗，歸納出完整的實驗結論。做例題3，會根據(jù)探究實驗的過程，分析解決有關問題。課堂練習課堂練習1．下列關于浮力的說法中，正確的是（）A．在液體中下沉的物體不受浮力B．浮力的方向總是豎直向下C．浮力的施力物體是氣體或液體D．物體浸在液體中的體積越大，浮力越大【答案】C【詳解】A．浸在液體或氣體里的物體都受到液體或氣體豎直向上托的浮力，在液體中下沉的物體也不例外，故A錯誤；B．浮力的方向是豎直向上，故B錯誤；C．浸在液體中的物體受到浮力的施力物體是液體，浸在氣體中的物體受到浮力的施力物體是氣體，故C正確；D．物體受到的浮力大小不僅與浸在液體中的體積有關，還與液體的密度有關，所以應該說在同種液體中，物體浸在液體中的體積越大，浮力越大，故D錯誤。故選C。2．以下情景中沒有受到浮力的物體是（）A．甲圖：空中上升的熱氣球B．乙圖：遨游太空的“天宮一號”C．丙圖：海中下潛“蛟龍”號D．丁圖：海中航行的“遼寧號”【答案】B【詳解】A．空中上升的熱氣球受到空氣的浮力，故A不符合題意；B．太空中沒有空氣，故太空中運行的“天宮一號”不受到浮力，故B符合題意；C．下潛的“蛟龍”號在水中盡管下沉，但仍然受到浮力，故C不符合題意。D．浮力是浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托起的力，航行的“遼寧號”受到水的向上托起的力，即受到浮力，故D不符合題意。故選B。3．物體A浸入水中前后，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示，物體浸入水后，受到重力、和力的作用，其中重力為N，浮力為N?！敬鸢浮扛×?，拉力，4，1?！驹斀狻课矬w完浸沒時，受到重力、浮力及拉力作用。根據(jù)左邊測力計的示數(shù)可知，物體的重力G=4N。根據(jù)稱重法可得，物體受到的浮力F浮=G﹣F=4N-3N=1N第3題圖第4題圖4．如圖所示，把一金屬塊掛在彈簧測力計下，金屬塊全部浸沒于水中，彈簧測力計的示數(shù)為F，若要使彈簧測力計的示數(shù)變小，下列做法可行的是（

）A．往燒杯里加水B．往燒杯里加些食鹽C．往燒杯里加些酒精D．把彈簧測力計向上提一下，但金屬塊不露出水面【答案】B【詳解】A．原來金屬塊全部浸于水中，往燒杯里加水，水的密度與浸入的體積不變，則浮力不變，測力計示數(shù)不變，故A不符合題意；B．往燒杯里加些鹽，液體的密度變大，浸入的體積不變，則浮力變大，測力計示數(shù)變小，故B符合題意；C．往燒杯里加些酒精，液體的密度變小，則浮力變小，測力計示數(shù)變大，故C不符合題意；D．把彈簧測力計向上提一下，金屬塊不露出水面，則排開液體的體積不變，水的密度不變，所以浮力不變，則測力計示數(shù)不變，故D不符合題意。故選B。5．如圖所示，將乒乓球置于去底塑料瓶口處，然后向瓶里注水，當有少量水從瓶口流出時，乒乓球不上??；若用手堵住瓶口，可觀察到乒乓球上浮起來，此實驗說明了（

）A．液體的壓強與液體的密度有關B．連通器原理C．大氣存在壓強D．浮力產(chǎn)生的原因【答案】D【詳解】開始時乒乓球受到液體壓強作用，下部液體較少且隨時流走，所以受到液體向上的壓強小于向下的壓強，向上的壓力小于向下的壓力，乒乓球不能上浮。當用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液體壓強和大氣壓的作用。向上的液體壓強大于向下的液體壓強，乒乓球上浮，故此實驗說明了浮力產(chǎn)生的原因，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。6．一實心銅塊掛在彈簧測力計上，在空氣中稱時，彈簧測力計的示數(shù)是4.8N，把它一半浸入水中稱時，彈簧測力計的示數(shù)為2.6N，則銅塊全部浸入水中受到的浮力是牛，方向。兩個物體分別掛在兩個完全相同的彈簧測力計下，將它們同時浸沒在同一杯水中，兩個彈簧測力計的示數(shù)減小值相同，那么這兩個物體必有相同的（填物理量）?！敬鸢浮?.4，豎直向上，體積?！驹斀狻繌椈蓽y力計在空氣中的示數(shù)就是物體所受重力的大小，所以物體的重力為4.8N，根據(jù)稱重法得銅塊的一半浸入水中時受到的浮力F則銅塊全部浸入水中受到的浮力是銅塊的一半浸入水中時受到的浮力的兩倍，即為2.4N，浮力的方向始終豎直向上。浮力大小與液體的密度、排開液體的體積有關。兩個物體分別掛在兩個完全相同的彈簧測力計下，將它們同時浸沒在同一杯水中，兩個彈簧測力計的示數(shù)減小值相同，說明兩個物體受到的浮力大小相等，液體的密度相等，則兩個物體浸沒在水中時，排開液體的體積相等，那么這兩個物體的體積相等。7．小紅用彈簧測力計、鐵圓柱體、兩個相同的大燒杯做“探究影響浮力大小的因素”的實驗，其實驗步驟和彈簧測力計示數(shù)如圖所示。下列說法正確的是（）A．鐵圓柱體浸沒在水中所受浮力大小為1NB．由甲、乙、戊三圖可探究浮力大小與液體密度的關系C．由甲、乙、丁三圖可知，物體浸入液體的深度越深，所受浮力越大D．再增加一個體積和鐵圓柱體相等的銅圓柱體，可探究浮力大小與物體質量的關系【答案】D【詳解】A．由圖甲可知鐵圓柱體的重力為5N，由圖丙可知鐵圓柱體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為1N，根據(jù)稱重法可知鐵圓柱體浸沒在水中所受浮力

F浮=G-FB．由甲、乙、戊三圖可知，液體密度種類不同，鐵圓柱體排開液體體積不同，無法探究浮力大小與液體密度的關系，故B錯誤；C．由甲、乙、丁三圖可知，物體浸入液體的深度越深，排開液體的體積也越大；物體在液體中受到的浮力只與排開液體的體積有關，排開液體的體積越大，所受浮力越大，跟浸入深度無關，故C錯誤；D．再增加一個體積和鐵圓柱體相等的銅圓柱體，控制兩種圓柱體浸入液體的密度和排開液體的體積相同，可探究浮力大小與物體質量的關系，故D正確。故選D。8．小明用彈簧測力計、正方體物塊、兩個相同的圓柱形容器等，對浸在液體中的物體