10.1浮力（教学设计）初中物理人教版（2024）八下

人教版八年级物理（下册）第十章 浮力
第1节 浮力（教学设计）
课题 10.1 浮力
教材分析 本节由“浮力”和“决定浮力大小的因素”两部分内容构成。本节是在综合应用密度、液体的压强、压力、二力平衡等知识的基础上展开的，整体上综合性比较强。教材利用探究的方式研究浮力的大小跟哪些因素有关，这样一方面有助于学生进一步认识浮力的有关概念；另一方面，为学阿基米德原理做好准备。这节课难度较大，要侧重科学探究方法，培养学生科学思维素养，激发学生的探索兴趣。
教学目标 物理观念：知道一切物体在液体或气体中都受到浮力，知道浮力的方向、施力物体、单位。 物理思维：尝试应用平衡力和液体压强的相关规律去解释生活中的浮力问题，有初步的分析概括能力。 科学探究：学会用弹簧测力计测量浮力；通过实验探究，认识物体所受到的浮力的大小跟它浸入液体中的体积有关、跟液体密度有关。 科学态度与责任：具有对科学的求知欲，乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。并有将自己的见解公开并与他人交流的愿望。
教学重难点 教学重点：探究影响浮力大小的因素 教学难点：运用实验和分析的方法得出浮力产生的原因
教学方法 实验法、讨论法、讲授法
教学准备 烧杯、水、木块、乒乓球、量筒、弹簧测力计、细线、大小不同的石块、盐水、多媒体课件
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
创设情境，导入新课 展示图片： （1）铁块会沉入水中，钢铁做的轮船却可以浮在水面上； （2）人会沉入水中，带上游泳圈却可以浮在水面上； （3）放入水中的乒乓球放手后会浮在水面。 问：是什么力量把它们托起来的？（学生能回答出浮力） 教师：浸入液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上托的力，这个力就是浮力。（引出课题） 合作探究，推进新课 学习任务一：浮力 【体验活动1】感受浮力——“倔强的空矿泉水瓶” 各小组把拧紧瓶盖的空矿泉水瓶立着轻轻地按入水中，感受这个过程中手受到瓶子怎样的作用。建议每位同学体验一遍，结束后整理器材，举手示意，说出感受。 【提出问题】小球静止于水面上，试分析小球的受力情况，并画图说明。 分析：由二力平衡的条件可知，浮力的方向与重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上。 【提出问题】对于上浮的物体受到浮力，大家都有共识，下沉的物体是否受到浮力呢？根据大家的生活经验猜想一下。说出你猜想的依据或理由，并设计实验方案进行验证。 请各小组参考课本，分析讨论实验方案。 【演示实验】探究下沉的物体是不是受浮力。 实验过程(如图所示)： ①用弹簧测力计测出金属块的重力； ②把金属块浸没在水中，观察测力计示数的变化情况； ③用手向上托金属块，观察测力计示数的变化情况。 实验分析：把金属块浸没在水中，弹簧测力计示数变小，说明金属块受到了一个向上的力，就好像用手托住金属块，给金属块一个托力，弹簧测力计示数变小一样。 由实验看中，金属块在水中下沉也受浮力，金属块在水中所受浮力的大小就是弹簧测力计减小的示数。 【提出问题】设问；孔明灯、氢气球为什么能升空？是“谁”给了它们向上的力？ 分析：浸在气体中的物体也会受到气体对其产生的浮力。 【小结】 1.概念：浸入液体或气体的物体受到液体或气体竖直向上的托力。 2.施力物体：液体或气体。 3.方向：竖直向上。 4.测量浮力的方法：称重法（F浮＝G物－F拉） 【及时反馈1】 1．如图所示，重7N的石块浸没在水中时测力计示数减小5N，则石块受到的浮力为（　　） A．3N B．5N C．2N D．7N 【分析】利用称重法F浮＝G﹣F判断出浮力。 【解答】解：石块浸没在水中，根据F浮＝G﹣F知弹簧测力计减小的示数就等于物体受到的浮力，即F浮＝ΔF＝5N，故B正确。 故选：B。 学习任务二：浮力产生的原因 【过渡】为什么浸在液体中的物体会受到浮力？ 学生活动：阅读课本有关内容，独立思考、小组讨论以下问题，最后展示讨论成果： ①液体内部向哪个方向有压强？浸没在水中的长方体受水的压强吗？各表面受水的压强的方向是怎样的？ ②液体内部压强与液体深度有什么关系？浸没在水中的长方体各侧面在水中的深度有什么关系？上、下表面哪个深度大？ ③请利用液体压强公式分析回答：长方体各侧面受到的压强有什么关系？下表面受到的向上的压强p向上和上表面受到的向下的压强p向下哪个大？（p向上>p向下） ④利用F＝pS分析回答：长方体相对侧面受到的压力有什么关系？下表面受到的向上的压力F向上和上表面受到的向下的压力F向下哪个大？（F向上>F向下） 交流：浸没在液体中的物体，其上下表面所受到液体对其的压力不同，这就是浮力产生的原因。 【演示实验】演示以下实验，观察，进一步理解浮力产生的原因 【想想议议】深陷海底淤泥里的桥墩、沉船有受到浮力的作用吗？ 分析：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0。 【小结】 1、浮力产生的原因：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。 2、压力差法：F浮＝F向上－F向下 【及时反馈2】 2．下列没有受到浮力的物体是（　　） A．水面戏水的鸭子 B．水中游的小鱼 C．水中大桥的桥墩 D．海底水草的叶子 【解答】解：（1）ABD中的物体浸在液体中，因为液体对浸在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力。故ABD选择中的物体均受浮力作用；C中的桥墩由于底面埋在淤泥下，不能与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用。 故选：C。 3．如图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水，则下列说法中错误的是（　　） A．A物体一定受浮力的作用 B．B物体一定受浮力的作用 C．C物体一定不受浮力的作用 D．D物体一定不受浮力的作用 【解答】解：A、由图可知，水对A物体上下表面产生了向上的压力差，故A物体一定受浮力的作用，故A正确； B、B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B物体上下表面产生了向上的压力差，故B物体也受浮力的作用，故B正确； C、C物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对C物体上下表面没有产生压力差，故C物体不受浮力的作用。故C正确； D、由图可知，水对D物体上下表面产生了向上的压力差，故D物体受浮力的作用，故D错误。 故选：D。 学习任务三：探究：影响浮力大小的因素 学生活动：阅读课本51页有关内容，对影响浮力大小的因素进行猜想，并根据实验要求设计实验方案，进行探究实验。 老师巡视指导。 ①探究浮力与物体浸没深度的关系： 实验结论：浮力大小与物体浸没的深度无关。 ②探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系： 实验结论：浮力大小与物体浸在液体中的体积有关。 ③探究浮力的大小跟液体密度的关系： 实验结论：浮力大小与液体的密度有关。 延伸思考：探究物体所受浮力与物体形状的关系？ 分析：将橡皮泥捏成不同的形状，用弹簧测力计测量不同形状的橡皮泥所受的浮力。 【小结】 1、影响浮力大小的因素： 物体在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关，与物体的密度（或物体的重力）、物体的体积、物体的形状和浸没在液体的深度无关。 【及时反馈3】 4．探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N，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0.3N 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物体密度的关系 D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 【解答】解：A、由图乙知，金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数为1.0N，所以金属块a受到的浮力为F浮＝G﹣F示＝1.6N﹣1.0N＝0.6N，故A错误； B、图甲、乙比较知，金属块a浸入水中，排开水的体积不同，所以可探究的是浮力与物体排开液体的体积的关系，故B错误； C、图乙、丙比较知，体积不同的金属块a与塑料块b，浸没在水中，所以可探究的是浮力大小与物体排开液体体积的关系，故C错误； D、图丙、丁比较知，塑料块b浸没在水及酒精中，弹簧测力计的示数不同，说明塑料块所受的浮力不同，所以可探究的是浮力的大小与液体密度的关系，故D正确。 故选：D。 5．小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有等体积的水和另一种液体），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表示探究的过程及有关数据。 （1）分析①②③④⑤，说明浮力大小跟 　排开液体的体积　有关，跟 　物体在液体中的深度　无关。 （2）分析 　①⑤⑥　（填图的序号），说明浮力大小跟液体的密度有关。 （3）物体完全浸没在水中所受的浮力是 　3　N。 【分析】（1）（2）根据6个图中数据求出排开液体的体积，由根据称重法，F浮＝G﹣F示，得到实验中浮力的大小，根据控制变量法分析得出影响浮力大小的物理量； （3）物体重力与测力计示数示数之差是物体受到的浮力； 故答案为：（1）排开液体的体积；物体在液体中的深度；（2）①⑤⑥；（3）3 回忆课堂，进行小结 结合板书，进行本节课小结，最后进行课堂检测 观看、思考，学生根据自己的判断回答。 参与实验、观察、思考为什么会有这样的现象 聆听，做笔记 思考，作图 讨论，分析 观察、思考 做笔记 运用已有知识，推导得出结论，理解浮力产生的原因。 观察 做笔记 学生自主分组实验记录实验结果 学生总结实验结论 学生交流出现不同结果的原因 从实际问题中引入课题，引起学生的研究兴趣。 直观感受浮力，更好建立浮力的概念 从学过的知识来学习新知识，学会知识迁移 培养学生设计实验并通过讨论合作改进实验的能力 培养学生科学严谨的态度，形成尊重事实的科学态度。 渗透科学研究方法——控制变量的方法。 培养学生设计实验、表格设计、规范操作的能力
课堂检测 1．关于物体受到的浮力，下面说法中正确的是（　　） A．重力越小的物体受到的浮力越大 B．漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 C．没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 D．液体密度不变时，物体排开液体的体积越大受到的浮力越大 【解答】解：A．物体受到浮力大小与液体密度、物体排开体积有关，与物体重力大小无关，故A错误； B．漂在水面的物体比沉在水底的物体排开水体积小时，漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小，故B错误； C．没入水中的物体排开水的体积不变，在水中的位置任何位置，物体受到的浮力一样大，故C错误； D．由F浮＝ρgV排得，液体密度不变时，物体排开液体的体积越大受到的浮力越大，故D正确。 故选：D。 2．2012年3月25日，卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜入马里亚纳海沟11000m深处。下潜过程中，卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩，如图所示，则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是（假设海水密度不变）（　　） A．压强越来越大，浮力保持不变 B．压强越来越大，浮力越来越小 C．压强越来越小，浮力越来越小 D．压强越来越小，浮力越来越大 【解答】解：根据p＝ρ液gh，潜水器下潜过程中，液体的密度不变，深度变大，所以受到水的压强变大，根据F浮＝ρ液gV排，液体的密度不变，由深潜器发生越来越明显的收缩可知排开液体的体积变小，所以受到的浮力变小。 故选：B。 3．2021年12月9日“天宫课堂”开讲，如图所示，王亚平老师在中国空间站开展了神奇的浮力消失实验。请同学们猜想如果地球上浮力消失，下列现象会发生的是（　　） A．人们更容易学会游泳 B．热气球很快飞上天 C．潜水艇不能正常工作 D．方便吃上熟饺子 【解答】解：A．如果浮力消失，人在水中不受浮力，无法游泳，故A不符合题意； B．如果浮力消失，热气球不会受到空气浮力，无法升空，故B不符合题意； C．如果浮力消失，潜水艇在水中不受浮力，不能正常工作，故C符合题意； D．如果浮力消失，熟的饺子在水中无法上浮，故D不符合题意。 故选：C。 4．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。下列说法正确的是（　　） A．铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N B．由甲、乙、戊三图实验，可探究浮力大小与液体密度的关系 C．由甲、乙、丁三图可知，物体浸入液体的深度越深，所受浮力越大 D．再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体，可探究浮力大小与物体密度的关系 【解答】解：A、由称重法测浮力可得，铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为：F浮＝G﹣F＝5N﹣1N＝4N，故A错误； B、探究浮力大小与液体密度的关系，要控制排开液体的体积相同，而乙、戊中排开液体的体积不同，故B错误； C、由阿基米德原理可知，物体受到的浮力大小只与液体的密度、排开液体的体积有关，与物体浸入液体的深度无关，故C错误； D、探究浮力大小与物体密度的关系，要控制液体的密度、排开液体的体积不变，只改变物体的密度，故增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体，可探究浮力大小与物体密度的关系，故D正确。 故选：D。 5．小艾同学按如下图所示步骤，进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。 （1）如图A所示，物体的重力为 　4　N； （2）通过比较步骤A、B、C、D，可以得出结论；同种液体中，物体受到的浮力大小与 　排开液体的体积　有关； （3）通过比较步骤A、B、E，　不可以　（选填“可以”或“不可以”）得出浮力大小与液体密度有关； （4）若完成实验后，小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零，测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 　不变　。（选填“偏大”、“不变”或“偏小”） 【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，则其示数为4N； （2）分析实验步骤A、B、C、D随着物体排开液体的体积增大，所受浮力也增大，可以得出结论：液体密度一定，物体排开液体的体积越大，浮力越大； （3）为了探究浮力大小与液体密度的关系，应该控制排开液体的体积相同，而液体的密度不同，而A、B、E排开液体的体积和液体的密度都不同，所以不可以得出浮力大小与液体密度有关； （4）若弹簧测力计都没有校零，那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数，那么所得浮力大小应不变。 故答案为：（1）4；（2）排开液体的体积；（3）不可以；（4）不变。
板书设计 第十章 　第1节　浮力 （一）浮力　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫浮力。　　 2.浸在液体或气体中的物体受浮力。　 3.浮力产生的原因： （1）浮力产生的原因：液体压强随深度增加而增大。 （2）浮力的实质：F浮＝F向上－F向下 （3）浮力的方向：竖直向上。 （二）决定浮力大小的因素 物体浸在液体中的体积和液体的密度 （排开液体的体积V排）越大，液体的密度（ρ液）越大， 浮力就越大。
教学反思 本节课中重点在于探究影响浮力大小的因素的实验上，学生经历本学期多次探究实验，探究能力加强，在本次课中，学生设计实验、设计表格的能力有明显的提高。 主要存在的问题在于理解浮力产生的原因，学生容易把下表面受到的向上的压力误认为就是浮力，在这个地方，要注重多加引导学生。