北京课改版八年级下册（新）第四章第六节《浮力》教学设计

初二物理第四章第六节
§4.6《浮力》教学设计
一、［教学目标］：
1、知识与技能：
（1）知道什么是浮力。
（2）知道浮力产生的原因。
（3）知道阿基米德原理。
（4）培养初步的科学探究能力。
（5）培养学生分析问题、语言表达、实验设计等方面的能力。
2、过程与方法：
通过实验探究，认识浮力；经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理。
通过对实验现象的观察、分析归纳出浮力产生的原因。
3、情感态度价值观：
通过教学活动，培养学生对科学的求知欲，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
二、［教学重点、难点及突破方法］：
1．教学重点：
理解浮力产生的原因，知道测量浮力的方法。
知道阿基米德原理。
2．教学难点：
探究浮力的大小与排开液体重力关系的过程。
3．突破方法：
三、［教学方法］：
通过生活中的运动现象引入新课，激发学生的兴趣，通过明确研究对象、参照物和机械运动的概念学会判断运动和静止的方法，通过反复的实践的和练习熟悉并掌握本节知识。
四、［教学准备］：
演示实验器材：氢气球、大烧杯、红毛线、演示小桌、水﹑准备一组与学生所用完全相同的实验器材（便于学生上讲台演示实验方案）。
学生实验器材：石块、木块、曲别针、乒乓球、烧杯(100ml)、弹簧测力计、溢水杯、小桶、空易拉罐、水槽、铁块、细线。
五、［教学过程］：
（一）引入新课：
首先把一个石块挂在弹簧测力计下面，再用手轻轻托起这个石块，请同学们观察测力计示数的变化情况，问：为什么测力计的示数吧、会变小？
答：因为石块受到了手的托力
把石块再轻轻的浸在水中，观察测力计的示数的变化，问：为什么示数会变小？
答：石块受到了水对它的托力
总结：在实验中我们观察到石块浸到水中后测力计示数变小，是由于受到了水对石块的托力，这个托力就是我们今天要讲的浮力。
问题：在这个实验中浮力的施力物体是什么？受力物体是什么？浮力的方向是什么？
答：施力物体是：水；受力物体是：石块；浮力方向：竖直向上
石块浸在水中会受到浮力，那么石块浸在其它液体中受不受到浮力呢？
实验演示：把石块分别浸在酒精、盐水、煤油中的情况。
总结浮力的概念：
浮力：浸在液体中物体受到液体向上托的力，叫做浮力，浮力的方向总是竖直向上。
（二）分析浮力的产生原因：
问：浮力是怎么产生的呢？
实验：
用一个两端开口的玻璃管，两端包好橡皮膜，然后把它水平放入水中，观察两侧橡皮膜的形变，问：橡皮膜的形状发生了什么变化？为什么会这样变化？两侧形变的程度相同吗？
答：两侧橡皮膜由于液体压强而向里面凹进去，凹陷程度相同。
两侧橡皮膜凹陷程度相同说明两侧受到的液体压强大小相同，玻璃管两侧橡皮膜面积相等，所以水对玻璃管产生的向左和向右的压力大小相等，方向相反，合力为零。
实验：
把玻璃管立起来，观察两侧橡皮膜的形变，问：橡皮膜的形状发生了什么变化？两侧形变的程度相同吗？为什么会有这样的结果？
答：两侧的橡皮膜凹陷程度不同，下面的凹陷程度大，说明液体对下面的橡皮膜压强大。
液体对下面的橡皮膜压强大，玻璃管两侧橡皮膜面积相等，所以水对玻璃管产生的向上和向下的压力大小不相等了，如果我们想要求这两个压力的合力，怎么求？合力是什么方向？
答：合力可以用下面产生的向上的压力减去上面向下的压力，这样我们就得到了一个竖直向上的合力，这个合力就是我们浮力。
因此可以说，浮力液体对物体压力的合力。
通过这个实验请大家思考一下怎么才能把这个浮力求出来？求浮力需要哪些物理量？
根据回答推导出：F浮=F下-F上=P下S下P上S上
例题：把一个边长为1dm的正方体铁块水平浸没在水中，铁块的上表面距离水面20cm，求铁块受到的水的浮力大小。
解：
F下=P下S下=ρ水gh下S下=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m×0.01m2=29.4N
F上=P上S上=ρ水gh上S上=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m×0.01m2=19.6N
F浮=F下-F上=29.4N-19.6N=9.8N
分析与讨论：如果把物体浸入液体中，如果物体的下表面没有水，它还会受到浮力吗？
答：不会受到浮力。
实验：
用一个可乐瓶，去除底部，然后把它倒置，向瓶内放入一个乒乓球，然后向瓶内倒水，观察乒乓球并不会浮起来。（请同学们分析原因）
用手指堵住瓶口，由于漏下的水积在瓶子下面，一会过后，乒乓球就浮起来了。（请同学们分析原因）
历史事实：潜艇沉没事件
这是我们学习的第一个求浮力的方法，但是它操作起来很不方便，尤其是当物体形状不规则时，面积和压强都不好求，所以现在我们学习求浮力的另外一种方法。
首先让我们分析一下浸在水中的石块的受力情况：（画图）
当石块浸在水中静止时，这几个力的关系是三力平衡关系，即：F浮+F拉=G
。变形后我们可以得到浮力的计算公式：F浮=
G-
F拉
；因为这个计算方法是通过实验测得的，因此这种求浮力的方法也称为实验法。
F浮=
G-
F拉
例题：把一重为10N的金属球挂在弹簧测力计下并浸没在水中时，弹簧测力计的示数变为7N。求物体所受浮力。
人类对于浮力的探索从很早就开始了，早在2000多年前的古希腊有位最伟大的科学家阿基米德，他也通过实验的方式测量出了浮力的大小，下面我们通过实验演示一下他的测量过程。
实验：阿基米德原理
（1）介绍仪器：溢水杯
（2）用测力计测量小桶的重力G1；
（3）用已经调好的测力计测量一个金属块的重力G，并记录在表格中；
（4）在溢水杯里加满水，把小桶放在溢水杯的出水口处；
（5）用测力计吊着金属块，并把金属块慢慢的浸没在水中，当测力计示数稳定后，读出测力计的示数F拉
，并记录在表格中。
（6）当溢水杯里的水不再向外流时，轻轻的取出金属块，并用测力计测量小桶和桶内的水的总重力G2，并记录在表格中；
（7）根据F浮=
G-
F拉
计算出铁块所受到的浮力F浮，并记录在表格中；
（8）根据G排水=G2-G1
计算铁块排出的水受到的重力；
（9）分析表中的数据，可以得到什么结论？
数据表格：
G/N
F拉
/N
G1/N
G2/N
F浮/N
G排水/N
分析总结阿基米德原理：
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。
即：F浮=G排液=ρ液gV排
例题：
例1、一物体浸入水中排开了2N的
水，求受的浮力多大？
例2、一物体浸入水中排开了1000cm3水，求受的浮力多大？
例3、一物体浸入酒精中排开了2dm3的酒精，求受的浮力多大？
例4、把一个体积为150cm3的铁块的2/3浸没水中时，铁块受浮力多少？
例5、将铜块的1/3浸入水中时所受浮力是5N，求铜块排开水的体积和铜块的体积。
例6、把一重为10N的金属球挂在弹簧测力计下并浸没水中时，弹簧测力计的示数变为6N。求
（1）物体所受浮力。（g取10N/kg）
（2）物体的体积。
（3）物体的密度。
例7、一个重为5N的物体，浸没在酒精中称弹簧测力计示数为3.4N，求
（1）物体所受浮力。(g取10N/kg，酒精密度是：
0.8×103kg/m3)
（2）物体的体积。
（3）物体的密度。
例8：弹簧秤下挂一密度为6.0×103kg/m3金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧秤的示数是30N，这个金属块所受的重力是多少？（g取10N/kg）
例9:一木块放入水中，当木块静止时有1/5的体积露出水面，求木块的密度；如果木块的体积是1000cm3，则在木块上施加多大的向下的压力时，木块才能全部浸没在水中？
(g=10N/kg)
例10：有一方木块,把它放入水中时,露出水面的部分是其总体积的2/5,把木块放入另一种液体时,露出液面的部分是它总体积的1/3.求:木块的密度及液体的密度.
例11：一个重为10N的物体挂在弹簧测力计下，浸没在水中时称弹簧测力计示数为2N，把物体浸没在另一种液体中时，测力计的示数是4N。求：这种液体的密度是多少？(g=10N/kg)
由于气体和液体类似，气体对浸在气体中的物体也有压力和压强存在，所以阿基米德原理也适用于气体，即：F浮=G排气
在空气中的物体由于都是浸没在空气中，所以空气中的物体受到的浮力等于：.
空气中：
F浮=G排气=ρ空气gV物
在节日里放飞的气球正是受到了空气的浮力，才飞上蓝天的。
六、【板书】
§4.6浮力
一、浮力：浸在液体中物体受到液体向上托的力，叫做浮力，浮力的方向总是竖直向上。
二、浮力的计算方法：
（1）F浮=F下-F上=P下S下P上S上
（2）实验法：F浮=
G-
F拉
（3）阿基米德原理：
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。
即：F浮=G排液=ρ液gV排
三、空气中的浮力：
F浮=G排气=ρ空气gV物
七、【课后小结】：