4.4.1 水的浮力 教学设计--浙教版（2024）科学八年级科学上册

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4.4.1 水的浮力（第1课时）（教学设计）
年级 八年级 授课时间
课题 4.4.1 水的浮力
教学 目标 科学观念:了解浮力的定义，建立浮力源于液体压强差的科学观念； 科学思维:能通过弹簧测力计实验数据推导浮力大小，强化实验数据分析与逻辑推理的科学思维 探索实践:通过实验探究浮力与浸入体积、液体密度的关系，分析实验步骤，总结出浮力测量与影响因素验证的操作要点； 态度责任:通过实验验证浮力的客观存在，尊重实验数据，避免主观臆断
教学 重难点 重点： 浮力
学情 分析 本节内容选自浙教版八年级科学上册第四章第4节《水的浮力》（第1课时）。学生在日常生活中已积累了丰富的与浮力相关的感性经验，如观察到木块、塑料瓶能漂浮在水面，而铁钉、石块会下沉，游泳时身体受到水的托力等，这些生活现象为学习浮力概念奠定了直观基础。他们对“为什么航母能浮在水面而小铁钉却会下沉”“鱼儿如何在水中上浮下潜”等问题充满好奇，具有强烈的探究欲望，适合通过实验观察和现象分析开展教学。在认知层面，学生虽然能描述物体浮沉的现象，但对“浮力是否存在”“下沉物体是否受浮力”等存在普遍误解，常认为只有漂浮的物体才受到浮力；对浮力的方向、大小测量方法及产生原因缺乏科学认识。在学习能力上，学生已具备使用弹簧测力计测量力的大小、进行简单受力分析的能力，但将“称重法测浮力”与二力平衡原理相结合进行逻辑推理的能力仍需引导。他们正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期，需要通过“弹簧测力计测铝块在水中示数变化”“气球压入水中感受浮力”等探究实验，帮助其建立“浸在液体中的物体都受到竖直向上的浮力”这一科学观念，理解浮力大小与排开液体体积、液体密度有关而与浸没深度无关的规律。同时，结合死海漂浮、潜艇上浮等真实情境，不仅能深化对浮力影响因素的理解，还能激发其科学探究兴趣，培养尊重实验数据、严谨求实的科学态度和分析问题、解决问题的能力。
教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等
教学过程
教师活动 设计意图
新 课 导 入 我国第一艘自主设计、自主建造的航空母舰“山东舰”,舰长超过300米，甲板面积达到3个足球场那么大。这艘又大又重的航空母舰能够在大洋中破浪前行，还能承载多达36架的舰载机和其他舰载武器和设备，而一枚铁钉放入水中则会下沉，这是什么原因 利用航空母舰与铁钉的对比现象，创设生活化问题情境，自然引出浮力探究起点，激活学生认知冲突。
新知讲授 一、浮力 泳池中游泳的运动员、湖中游弋的游船、海洋中漂浮的冰山，都受到自身重力的作用，但它们并没有因此沉入水中，这是因为水产生了向上托的力，托住了它们。2.浮力的定义 注意“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入(即浸没)”两种情 况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力 的作用。 3.浮力的方向：竖直向上。 无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。 例题：关于浮力，下列说法正确的是( ) A.浮力都是由水产生的 B. 只有固体才受到浮力 C.在水中下沉的铁块不受浮力 D. 游向水面的鱼儿受到向上的浮力 解析：任何液体或气体都会对浸入其中的物体产生浮力，浮力的 方向总是竖直向上的，故A、C 错误，D 正确；液体中的气泡会受到 浮力，雨滴在空气中也会受到浮力，故B 错误。 答案：D 我们可以用一只气球来感受浮力的作用。如图4.4-1所示，把气球压入水中，可以感觉到水对气球的浮力。气球入水中部分的体积越大，手感受到的压力也越大，说明气球受到的浮力也越大。 浮在水面的物体受到水的浮力，那么,在水中下沉的物体(如石块、铁钉)也受到水的浮力吗 1.如图4.4-2甲所示，在弹簧测力计下悬挂一块圆柱体铝块，弹簧测力计的读数F =________N,这就是铝块的重力。 分析：对铝块进行受力分析，铝块在F 和G二 力的作用下平衡，则 F =G 2.如图4.4-2乙所示，将铝块浸没水中，弹簧测力计的读数F =_____N 分析：对铝块进行受力分析，铝块在F2、F浮和G三力的作用下平衡，则F2=G-F浮，与图甲对比，弹簧测力计的示数变小 3.弹簧测力计两次测量读数变化了多少 说明了什么 物体浸没水中时，弹簧测力计的读数变小了，说明浸没水中的物体受到了水的浮力。弹簧测力计读数减少的值，就等于物体所受浮力的大小。用这种方法可以测量浮力。 不仅是水，所有的液体都会对浸入其中的物体产生一个向上的浮力。 1.如图4.4-3所示，把铝块悬挂在弹簧测力计下，当铝块浸入水中的体积逐渐增大时，观察弹簧测力计示数的变化情况。实验结果说明了什么 物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的 体积有关，物体浸在液 体中的体积越大，物体 受到的浮力越大 2.在铝块浸没水中后，改变浸没在水中的深度，观察弹簧测力计的示数是否变化。实验结果说明了什么 物体受到的浮力大小 与物体浸没在水中的 深度无关 3.把这块铝块浸没在酒精中，观察弹簧测力计的示数，并与该铝块浸没在水中的读数进行比较，你能得出什么结论 物体所受的浮力大小与液体的密度有关 实验表明，物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积、液体的密度有关。 在中东地区的死海，人能躺在水面上看书。你能解释其原理吗 因为死海里的水含盐量高，密度大，所以在同等条件下人在死海里受到的浮力更大，因此能躺在水面上看书。 例题：探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a 和塑料块b 的密度不同，但重力均为1.6 N,下 列分析正确的是 ( ) A.金属块a 浸没在水中时，受到浮力的大小为0.6 N B. 利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C. 利用乙、丙，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 D. 利用丙、丁，可以探究浮力的大小与物体密度的关系 解析：由题图乙可知，金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数为1.0N, 所以金属块 a 浸没在水中受到的浮力 F浮= G-F =1.6N-1.0N=0.6N,故A正确；比较题图甲、乙，金属块a 浸入 水中的体积不同，所以可探究的是浮力与物体浸入水中的体积的关系，而不是物体体积的关系，故B 错误；比较题图乙、丙，体积不 同的金属块a 与塑料块b,除了体积不同之外，密度也不同，因此 不可以探究浮力的大小与液体密度的关系，故C 错误；比较题图 丙、丁，塑料块b 浸没在水和酒精中，弹簧测力计的示数不同，说 明塑料块所受的浮力不同，所以可以探究浮力的大小与液体密度 的关系，故D 错误。 答案：A 通过泳池运动员、游船、冰山等实例解释浮力概念，建立"浸在液体中受向上力"的科学观念，强化概念本质理解。 通过弹簧测力计实验引导学生自主发现浮力与浸入体积、液体密度的关系，培养实验设计与数据分析能力。
课 堂 练 习 【典例1】 如图所示，玉环公园河面上有一片落叶随着水流由某一高处漂流而下。落叶所受浮力是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【答案】C 【解答】无论小球在水中处于什么状态，浮力方向总是竖直向上的，故浮力的方向是F3。故选：C。【典例2】小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，与物体浸入液体的深度无关”的结论，下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是（　　） ①测力计挂着浸在水中的铁块，慢慢下移，在铁块浸没前测力计示数逐渐变小 ②测力计挂着浸没在水中的铁块，让铁块再下移一段距离测力计示数不变 ③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中，均漂浮在水面上 ④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中，均漂浮在水面上 A．只有①②④ B．只有②③④ C．只有③④ D．只有①② 【答案】B 【解答】①测力计挂着浸在水中的铁块，慢慢下移，深度改变，排开液体体积也改变，故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； ②测力计挂着浸没在水中的铁块下移，液体密度和排开液体体积不变，只改变深度，可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； ③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中，均漂浮在水面上，液体密度和排开液体体积不变，下底面深度不同，可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； ④、将质量相同、形状各异的实心物体放入水中，均漂浮在水面上，根据浮沉条件，浮力等于重力，故三个物体浮力相同，排开液体体积相同，液体密度相同，不同物体深度不同，可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； 故②③④可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关。 故选：B。 【典例3】如图所示，洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，则水堵头（　　）A．不受水的压力，受浮力 B．受到水的压力，不受浮力 C．既受水的压力，也受浮力 D．不受水的压力，也不受浮力 【答案】B 【解答】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，没有受到水向上的压力，所以水堵头不受浮力。 故选：B。 【典例4】096型战略核潜艇是中国自主研发的第三代核潜艇，代表了我国在核潜艇技术领域的重大突破。请回答下面小题。当核潜艇漂浮在水面时，所受到的浮力方向是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【答案】A 【解答】浮力方向始终竖直向上的，所以当核潜艇漂浮在水面时，所受到的浮力方向是F1。 故选：A。 【典例5】将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球（直径略大于瓶口直径）放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止不上浮（如图）。 （1）乒乓球静止不上浮时，除重力外还受到 力； （2）想让乒乓球浮起来，可进行怎样的操作？请解释原因。 【答案】（1）压；（2）用手堵住瓶口。 【解答】解：（1）图中乒乓球静止时，虽然有少量水从瓶口侧面流出，但乒乓球下表面没有受到水的压力，由浮力产生的原因可知此时乒乓球不受浮力作用，故乒乓球静止不上浮时，除重力外还受到压力； （2）想让乒乓球浮起来，需要水对乒乓球的底部产生向上的压力，所以可进行的操作是：用手堵住瓶口。 故答案为：（1）压；（2）用手堵住瓶口。
课 堂 小 结 定义：浸在水中的物体受到向上的力。 方向：竖直向上。 产生原因：液体（或气体）对物体上、下表面的压力不同。
板 书 设 计
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