物理八年级下册10.1 浮力教案

这是一份物理八年级下册10.1 浮力教案，共9页。教案主要包含了浮力，浮力产生的原因，决定浮力大小的因素等内容，欢迎下载使用。

设计说明
本节由浮力和决定浮力大小的因素两部分内容构成。教学的重点是决定浮力大小的因素。整个教学过程中教师要引导学生综合应用好液体的压强、压力和二力平衡等知识，引导学生学会采用控制变量法探究决定浮力大小的因素。
关于浮力的教学，教师应该引导学生通过观察水中游泳的鸭子、漂泊的小船等实例照片，分析物体的受力情况，由二力平衡条件判断物体一定受到竖直向上的力的作用，从而感知浮力的存在，明确浮力的方向，在感性认识浮力的基础上，教师进一步引导学生对浸没在液体中的物体进行受力分析，使学生明确浮力与弹簧拉力（从弹簧测力计刻度盘上读出）的合力与重力平衡，即F浮=G-F，此时教师应结合测量铝块浸没在水中所受的浮力的演示实验，认识在液体中的物体无论漂浮、悬浮还是下沉，都受到竖直向上的浮力的作用，最后结合教材图10.1-3，引导学生综合运用液体的压强、压力和二力平衡的知识理性分析浸在液体中的物体所受的浮力产生的原因，强调竖直与容器底部紧密接触的柱形物体不受浮力作用，理解它的道理。
关于决定浮力大小的因素的教学，教师应引导学生从生活体验中提出问题及猜想并通过实验检验这些猜想，在猜想过程中引导学生根据原有经验和知识合理推测而不要盲目下结论，鼓励学生积极动脑思考排除不合理的猜想，并展开有针对性的实验研究，做好单一变量的控制，提升学生利用科学的方法梳理问题的能力；组织学生分组做好实验，在实验过程中教师在合理性和规范性上给予指导，对小组合作探究的过程给出评价；最后教师和学生一起归纳总结，得出结论。
教学目标
1.认识浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的。
2.通过实验分析、引导学生认识浮力产生的原因，会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。
3.经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。
教学重点难点
1.重点：决定浮力大小的因素。
2.难点：浮力产生原因的探究。
教具
学生用：烧杯1个、弹簧测力计1个、钩码1个、水适量、铁块1个、细线1根。
教师用：烧杯1个、弹簧测力计1个、钩码1个、水及盐水、酒精适量、细线1根、氢气球1个、乒乓球1个、正方体木块1个、水桶1个、饮料瓶1个。另有电化教学器材、教学光盘。
教学过程
回顾思考
1.重力与质量、密度、体积的关系：G=mg=________。
2.液体压强的计算公式:p=________。
3.二力平衡的条件是什么？
导入新课
1.小实验导入
演示实验1：教师手拿乒乓球浸没在水中，放手后观察乒乓球的运动情况。
教师：同学们看到了什么？为什么乒乓球会向上运动而没有在重力作用下向下运动？
引导学生从乒乓球受力情况进行分析，得出乒乓球除了受重力外，还受到一个向上的力。
演示实验2：放飞氢气球。
教师：氢气球为什么会上升而没有在重力作用下落向地面？
引导学生分析：从氢气球受力情况进行分析，得出氢气球除了受重力外，还受一个空气施加的向上的力。
教师：这两个实验说明浸在液体或气体中的物体，除了受到重力作用外，还受到液体或气体对物体向上托的力。
2.多媒体导入
图片：冰山浮在水面上；小船、鸭子在水面上游弋。
教师：冰山、小船、鸭子都受到重力的作用，但却没有因此而沉入水底，是什么力量把它们托起来的？
学生根据生活经验能答出水对它们有一个向上托的力。教师及时指出，这个力就叫浮力。（板书课题）。
进行新课
探究点一 认识浮力
教师：今天我们就来学习浮力。那么什么是浮力呢？
1.认识浮力的存在
教师：下面同学们利用桌上的器材进行以下实验：将钩码挂在弹簧测力计下静止时，弹簧测力计测的是什么力？并读出静止时弹簧测力计的示数。
学生读数
教师：用手将物体轻轻向上托，此时弹簧测力计对物体的拉力又是多少？

甲 乙 丙
学生进行操作并读数
教师：对于同一物体来说，为什么用手将物体托起时弹簧测力计的示数要比在空气中时的示数小？手对物体向上托的力是多少？
提示学生物体受到手向上托的力，得出F托=G-F。
教师：如果将物体浸在液体中，此时弹簧测力计的示数又是多少？
学生操作并读数
教师：与物体在空气中相比，此时弹簧测力计的示数又有什么变化？
引导学生对浸入液体中的物体受力分析，得出浸在液体中的物体受到液体对它向上的托力。和用手直接向上托物体使弹簧测力计示数减小的效果是相同的。
教师：在物理学中，我们把这个力叫做浮力。可以给浮力这样下定义：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
2.浮力的方向和测量方法
演示实验

甲 乙
找一段较细的红线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。首先，将水缓慢注入大烧杯，直到水将乒乓球浸没，观察红线，发现红线在竖直方向被拉直（图甲）。然后，将大烧杯底面的一端垫高，使大烧杯倾斜，观察红线，红线仍旧在竖直方向上被拉直（图乙）。最后，分析两种情况下乒乓球的受力情况，应用二力平衡的知识得出浮力的方向总是竖直向上的。
教师：那么浮力的方向向哪？你的依据是什么？
让学生分小组讨论交流，从不同角度阐述理由。
教师：（板书浮力方向：竖直向上）通过刚才的实验，同学们思考一下，你能否归纳出计算浮力大小的方法？
让学生思考讨论后，将计算浮力的方法写在纸上。
教师：（投影多名学生写的结论，评价、鼓励学生）（板书：F浮=G-F）
引导学生对图10-1-19丙中的钩码进行受力分析，使学生进一步认识F浮=G-F。
教师：利用这种方法，大家能测出浸入水中的铁块所受的浮力吗？将实验结果填入表格中。（学生进行实验）
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

甲 乙
例1 如图甲所示，在弹簧测力计的下方悬挂一个金属块，此时弹簧测力计的示数为________N。把金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数为________N，此时弹簧测力计的示数变小的原因是________，则金属块在水中受到的浮力为________N。
解析：图中弹簧测力计的最大刻度是5 N，则量程为0~5 N，分度值为0.2 N。由图可知，甲图中弹簧测力计的示数为4 N，乙图中弹簧测力计的示数为3 N。由于浸在水中的金属块受到向上的浮力，所以弹簧测力计的示数要变小。对金属块进行受力分析可知，G=F浮+F拉，故金属块在水中受到的浮力F浮=G-F拉=4 N-3 N=1 N。
答案：4 3 金属块在水中受到了浮力的作用 1
探究点二 浮力产生的原因
1.理论分析
教师：我们知道浸在液体中的物体会受到浮力的作用，那么浮力是怎样产生的呢？现在有一正方体木块浸没在液体中，请同学们思考一下，木块的六个表面所受的压力情况怎样？
让学生仔细观察、思考。回答：在相同深度处，即前后左右四个表面受到的压力大小相等，方向相反；在不同深度处，深度越深，物体表面所受的压力也就越大。
教师：那么在前后左右四个表面所受的压力有何关系？
引导学生对物体受力分析，由p=ρgh，F=pS=ρghS，得出在前后（或左右）两个表面所受的压力大小相等、方向相反。
教师：木块的上下两个表面所受的压力又怎样呢？又有何关系呢？
引导学生对物体受力分析，由p=ρgh，F=pS=ρghS，得出木块的上下两个表面存在压力差。
2.实验验证
（播放视频）
把一个用橡皮膜包裹的长方体框架竖直浸没在水中时，六个面的橡皮膜均向内凹陷，观察前、后、左、右、上、下六个面上的橡皮膜凹陷的程度，发现了什么？
学生回答：发现前、后、左、右四个面上的橡皮膜凹陷的程度相同，而下表面橡皮膜比上表面橡皮膜凹陷的程度大。
引导学生解释现象：
六个面的橡皮膜均向内凹陷，表明液体内部存在压强；下表面橡皮膜比上表面橡皮膜凹陷的程度大，验证了深度不同，其压强不同的结论。分析长方体受力的情况可知，浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力差，这就是浮力产生的原因。
（板书：浮力产生的原因：浮力就是液体对物体向上和向下的压力差，公式：F浮=F向上-F向下）
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例2 如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是（ ）
A. A物体不一定受到浮力作用
B. B物体一定受到浮力作用
C. C不一定受到浮力作用
D. D一定受浮力的作用
解析：A物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对A物体上下表面产生了压力差，故A物体受浮力的作用，A错误；由图可知，水对B、C上下表面都产生了压力差，故B、C都受浮力的作用，B正确、C错误；D上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此D不受浮力的作用，D错误。
答案：B
探究点三 影响浮力大小的因素
教师：我们虽然能计算出浮力的大小，但是浮力的大小究竟与哪些因素有关呢？现在请一位同学来给大家演示一个实验，将饮料瓶慢慢向下压入水桶中的过程中，体会一下手所受的压力大小变化情况，其他同学仔细观察物体浸入液体中的体积变化情况。
教师：慢慢向下压的过程中，你有何感受？
引导学生从手受到饮料瓶压力的大小变化方面回答。
教师：为什么你的手受到的压力会越来越大？
引导学生回答在往下压饮料瓶的过程中，饮料瓶所受的浮力越来越大。
教师：你们又观察到了什么现象？
引导学生观察饮料瓶浸入液体中的体积变化情况。
教师：根据刚才你们所观察到的实验现象，可知饮料瓶浸入液体中的体积越大，手所受的压力也越大。
教师：请你根据刚才的实验，猜想一下，浮力的大小可能与哪些因素有关？
小组代表面向全体同学谈体会，学生观察实验现象，分组讨论、猜想、回答浮力的大小可能与物体浸入液体中的体积有关。
教师：一般情况下，人在水中会下沉，但是在密度比较大的死海中人却能漂浮于水面，由此可知浮力大小还可能与什么因素有关？
学生回答与液体密度有关。
教师：如何验证我们的猜想是否正确？
引导学生回答验证猜想的方法，回答通过实验来验证。（实验是检验猜想是否正确的标准）
教师：刚才同学们猜想出物体所受的浮力可能与液体的密度和浸入液体中的体积有关，在实验中我们应该采用什么方法？
引导学生回答实验用到的思想方法（控制变量法）。
教师：如果我要研究浸在液体中的物体所受的浮力的大小与液体的密度的关系，应该怎样做？
引导学生回答将同一物体完全浸在不同的液体中，通过读取弹簧测力计的示数，再通过F浮=G-F计算出浮力的大小进行比较，就可以知道浸在液体中的物体所受的浮力的大小与液体的密度的关系。
教师：同学们请看桌上的物品，玻璃瓶中装的分别是盐水和酒精，下面请同学们根据刚才的提示，采用表格形式设计出你的实验方案。
让学生讨论，找到实验方案。
教师：咱们一起来交流你的实验方案，看其他同学的想法是否跟你一样，有没有你想不到的，或是有没有更好的想法。
学生交流。（在交流过程中，引导学生采用控制变量法来设计实验）
教师：下面根据你的想法，或者用你认为好的想法去做实验，验证我们的猜想。
学生进行实验。
教师：巡视，指导学生如何使用控制变量法进行实验。
教师：大家交流一下你得出的结论，看别的同学是否跟你的结论一致。
结论：浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和浸入液体中的体积有关。
教师：请同学们回顾一下，我们都有哪些收获？哪位同学说说看，请大家交流。
板书：浮力的大小跟液体的密度和物体浸在液体中的体积有关；浮力的大小与物体的形状、材料、浸没的深度无关。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例3 小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验，其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。

甲 乙 丙 丁 戊
（1）由图可知：铁圆柱体浸没在水中所受浮力为________N。
（2）由甲、乙、丁图可探究的问题是__________________ ______。
（3）由甲、丁、戊图可以得出的结论是___________ ___。
（4）在上述实验的基础上，请你添加合适的物体设计实验，探究浮力大小与物体质量是否有关，请写出你的实验思路：________。
解析：（1）由题图甲可知铁圆柱体的重力为G=5 N，由题图丁可知，铁圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数是F=1 N，根据称重法，铁圆柱体浸没在水中所受浮力F浮=G-F=5 N-1 N=4 N。（2）比较甲、乙、丁图可知，圆柱体部分浸在水中和浸没在水中时受到的浮力并不相同，因此可探究的问题是：浮力的大小和排开液体体积的关系。（3）比较甲、丁、戊图可知，铁圆柱体排开液体的体积相同，液体密度不同时，受到的浮力也不同，浸没在水中时受到的浮力是5 N-1 N=4 N，浸没在盐水中时受到的浮力是5 N-0.6 N=4.4 N，故得出的结论是：浮力的大小和液体的密度有关，V排相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。（4）若要探究浮力大小与物体质量是否有关，应控制排开液体的体积相同、液体的密度相同，让物体的质量不同，控制V排相同时，可选形状、体积相同而质量不同的物体浸没在同种液体中，比较两次弹簧测力计的示数，就可得出结论。
答案：（1）4 （2）浮力的大小和排开液体体积的关系 （3）浮力的大小和液体的密度有关，V排相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大 （4）添加一个形状、体积相同，质量不同的物体，分别将它们浸没在水中，比较两次弹簧测力计的示数，就可得出结论
课堂小结
本节课我们主要学习了：
1.浮力的定义、方向和测量。
2.浮力产生的原因。
3.决定浮力大小的因素。
下面我们来检验一下学习成果，请完成“ 当堂达标”测试题。
布置作业
教材第52页“动手动脑学物理”第1至5题。
板书设计
重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
浮力F浮/N
一、浮力
1.浮力：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
2.方向：竖直向上。
3.大小：F浮=G-F。
二、浮力产生的原因
1.浸没在液体中的物体，其上、下两表面所处深度不同，两深度处液体的压强也就不同，故受到液体的压力不同，这就是浮力产生的原因。
2.计算：F浮=F向上-F向下。
三、决定浮力大小的因素
1.浮力的大小跟物体浸没的深度无关。
2.浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
3.浮力的大小跟液体的密度有关。