2021-2022学年度沪科版八年级物理下册教案 第9章 第1节 认识浮力

第九章　浮　力
第1节　认识浮力
教学目标
【知识与技能】
1．通过实验探究认识浮力及浮力的测量方法——称重法．
2．通过实验及理论分析了解浮力产生的原因．
【过程与方法】
通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力，通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因．
【情感、态度与价值观】
1．亲身参与科学探究的过程，在活动中大胆提出自己的猜想，能实事求是地记录数据，并根据实验数据提出自己的见解，有与他人合作交流的愿望．
2．在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦．
重点难点
【重点】
1．浮力概念的建立．
2．“称重法”测浮力．
【难点】
1．浮力产生的原因．
2．浮力的大小与哪些因素有关．
教学过程
知识点一　什么是浮力
【自主学习】
阅读课本P169－170，完成以下问题：
1．无论是液体还是气体，对浸在其中的物体都有竖直向上的托力，物理学中把这个托力叫做浮力.
2．用弹簧测力计可以测量浮力的大小．
【合作探究】
演示一　浮力
1．什么是浮力？
答：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力．符号F浮，单位N.
2．浮力的方向是怎样的？
答：浮力的方向竖直向上，与重力的方向相反．
3．浮力的施力物体是什么？
答：液体是浮力的施力物体．
演示二　探究液体和气体的浮力
1．探究液体的浮力
(1)图乙中重物受到几个力的作用？各力的方向如何？
答：受三个力的作用：重物所受的重力G、重物受到细线的拉力F′和重物在水中受到的浮力F浮．重力的方向竖直向下，细线的拉力与浮力的方向竖直向上．
(2)各力的关系如何？浮力大小怎么计算？
答：重物的受力情况如图所示，由力的平衡可知，G＝F浮＋F′，则F浮＝G－F′.
(3)如何测量重物所受浮力的大小？
答：先用弹簧测力计测出重物的重力G.再把重物浸入水中，记录弹簧测力计的示数F′.物理学中把这种测浮力大小的方法，叫做称重法．
(4)比较G和F′的大小关系，为什么弹簧测力计的示数变小了呢？
答：因为重物受到了浮力的作用．
(5)如图丙所示，用手托起石块，观察弹簧测力计的示数是如何变化的？
答：示数慢慢减小．
(6)思考手对石块产生了什么作用？
答：手对石块产生了向上的托力．
(7)石块在空气中，弹簧测力计的示数G＝2.4 N，在水中的示数为F′＝1.2 N，G－F′＝1.2 N.
2．探究气体的浮力
(1)将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端，调整杠杆右端的钩码，使杠杆平衡．再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀．此时的杠杆还能保持平衡吗？为什么？
答：此时的杠杆不能保持平衡．因为膨胀的气球受到了空气的浮力，从而打破了杠杆的平衡状态．
(2)通过两个实验可知：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的浮力.
【跟进训练】
一金属块在空气中称重27 N，把它全部浸没在水中称弹簧测力计的示数为17 N，则该金属块受到的浮力为10 N.
【教师点拨】
浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力．
【跟进训练】
一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示．图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是F3(选填“F1”“F2”“F3”或“F4”)．
知识点二　浮力产生的原因
【自主学习】
阅读课本P171，完成以下问题：
浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因．
【合作探究】
演示三　浸没在液体中的物体
1．如图所示，将两端开口的圆柱形空筒两端蒙上橡皮膜，水平和竖直地将其浸没在水中，橡皮膜有什么变化？说明了什么？
答：水平放置时，两端橡皮膜都凹陷了；竖直放置时，两端橡皮膜也都凹陷了．说明了橡皮膜受到了力．
2．再仔细观察橡皮膜凹陷的程度有什么差异？说明了什么？
答：水平放置时，两端的橡皮膜凹陷的程度一样，说明了表面所受的力大小一样；竖直放置时，两端的橡皮膜凹陷程度不同，下端的橡皮膜凹陷程度更大，说明物体下表面受到的力大于上表面受到的力．
3．通过实验能得到什么结论？
答：浸没在液体中的物体受到来自液体的各个方向的力．
演示四　浮力是怎样产生的
1．物体上下、左右、前后表面受到压力的施力物体是什么？压力的大小、方向有什么特点？
答：施力物体是液体．如下图所示，物体左右、前后表面所受压力的大小相同，方向相反，相互抵消；而物体上下表面由于所处深度不同，压强大小不同，故所受压力大小不同，下表面所受压力大于上表面所受压力，二者的合力方向竖直向上．
2．物体上、下表面受到的压力大小是多少？
答：物体的上表面受到的压力F向下＝p向下S＝ρ液gh1S.
物体的下表面F向上＝p向上S＝ρ液gh2S.
3．物体上、下表面的压力差的作用效果体现在哪里？
答：物体上、下表面的压力差方向竖直向上，使得物体受到向上的力，即浮力．
总结：浮力是由于液体对物体向上、向下的压力差产生的.
演示五　不会上浮的乒乓球
图甲中乒乓球浮在水面，这是通常的情况，而图乙中乒乓球“沉”在水底，这是为什么呢？
答：分析图乙中乒乓球受力可知，乒乓球受到水对其上表面向下的压力，乒乓球下表面没有液体，故不会受到液体对乒乓球向上的压力，故乒乓球受到的合力向下，“沉”在水底．
【教师点拨】
1．物体无论浸在哪种液体中，无论物体形状规则还是不规则，运动还是静止，都会受到浮力的作用．
2．“浸在”包含两种情况，一是物体一部分浸入液体(或气体)；二时物体完全浸入液体(或气体)中．“浸没”则是完全浸入.
3．注意：当物体与容器底部紧密接触时，由于物体没有受到向上的压力，所以浮力等于零.
例：桥墩、船陷入海底、木桩．可见，要产生浮力，必须要有向上的压力.
【跟进训练】
1．关于浮力，下列说法中正确的是(　B　)
A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B．一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上的浮力
C．只要下沉的物体就不会受到浮力
D．浮力的方向不一定都是向上的
2．如图所示，A、B为可以自由移动的物体，C、D为容器里自身凸起的一部分，现往容器里加一些水．则下面说法错误的是(　C　)
A．A物体一定受到浮力的作用
B．B物体一定受到浮力的作用
C．C物体一定受到浮力的作用
D．D物体一定受到浮力的作用
课堂小结
认识浮力
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．