每 课 必 记
课 题
第5节 水的浮力
日 期
2005-10-7
教
学
目
标
1、确认水及其它液体对浸入其内的物体会产生浮力的作用，确认空气也有浮力。
2、能通过实验的方法，探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。
3、能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。
4、能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件，并会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。
重
点
难
点
分
析
重点：阿基米德原理、物体浮沉条件
难点：阿基米德原理的理解和运用，物体浮沉条件解决问题的方法
课程资源的准备与开发
教师演示实验、学生随堂实验和课件下载使用
教 、学 预 设
调 控 对 策
一、浮力的存在和测量
【引入】从成语“水能载舟，亦能覆舟”和“死海不死”的故事说起
【实验】矿泉水压入水中，手有什么感觉？——手受到被瓶顶的、向上浮的感觉
将瓶释放后，瓶将——向上浮出水面
结论：在水中会向上浮的物体受到向上的浮力。
【问题】在水中会下沉的物体是否也受到水的浮力呢？
【实验】1、将物体挂在弹簧秤下，记下弹簧秤的读数： 牛
用手托一下悬挂在空气中的物体，使弹簧秤的读数变小。
问：弹簧秤的读数为什么会变小？——因为物块受到手对它向上的托力。
2、将物块浸没在水下
问：你发现了什么？——弹簧秤的读数变小了
问：弹簧秤的读数变小说明了什么？——说明水对物块有一个向上托的力。
【实验结论】在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。实际上，所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。
【设问】你能从刚才的实验中，得到测量浮力的一种方法吗？
将一个物体悬挂在弹簧秤下，当问物体在空气中时，读出弹簧秤的读数F＝G；将物体浸入水中，读出弹簧秤的读数F’,则浮力的大小为F浮＝F-F’。
【问题】所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。那么，浸在气体中的物体是否也受到气体的浮力呢？――应该有。能用事实来说明气体对物体浮力也有浮力呢？
【实验】气体浮力存在的实验
实验现象：气球鼓起来，杠杆的平衡被破坏，杠杆右端下降
实验结论：气体也会产生浮力
气体浮力存在的实例：热气球上升、氢气球上升
二、阿基米德原理
【提出问题】既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？
当人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？（人会有一种变轻了的感觉。浴缸的水面会上升。）
人为什么会变轻？水面为什么会上升？（人变轻是因为人受到水的浮力。水面上升是因为人浸入水中后，排开了一部分水。）
当你从沙滩一步步走向海水的时候，你的感觉又如何呢？
【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多少有关，排开的水越多，受到的浮力越大。
【实验设计】P22图1－43，将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，弹簧秤的读数逐渐变小，浮力逐渐增大。
结论：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力越大。
那么，如何定量的证实这个结论呢？
要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少（体积）。如何测？
利用图1－44的实验器材，讨论：如何利用这些器材进行实验？怎么样安排实验的步骤？应当设计怎样的实验数据记录表？（然后交流讨论，给出实验步骤。）
【实验步骤，收集证据】
（1）在溢杯（没有溢杯时，用大的烧杯）中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；
（2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G；
（3）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数F；
（4）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水;
（5）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。
物块的重
G
物块浸入水中后弹簧秤的读数F
物块排开水的体积V排水
物块受到水的浮力
F浮＝G-F
物块排开的水受到的重力
G排水＝ρgV排水
【得出结论】F浮＝G排水 【推广】F浮＝G排液
阿基米德定理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，
即 F浮= G排水＝ρgV排水
同样，阿基米德定理可以推广到气体上面。（学生描述）
三、阿基米德原理的理解和运用
1、对阿基米德定理这个公式的理解应注意：
（1）公式中是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。
（2）公式中是浸入液体时，排开液体的体积。物体完全浸入，；物体部分浸入，。
（3）浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其他因素无直接关系。
与物体浸入液体的深度无关：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉到更吃力了――用物块挂在测力计下的实验来说明；
与物体的形状无关――用橡皮泥变形挂在测力计下的实验来补充说明。
2、用阿基米德原理进行计算。（注意计算过程中单位要统一）
(1)．关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是 [ ] A．浮力的方向竖直向上； B．浮力的施力物一定是水； C．浮力的大小与排开液体的质量成正比； D．实心的铁球也能浮在液面上
(2)．用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是……………………………… [ ] A．木球所受的重力、浮力都不变； B．木球所受的重力不变，浮力变大； C．木球所受的重力、浮力都变小； D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小
(3)．三个体积相同的立方体a、b、c分别浮在同种液体的液面上，如图所示，若它们所受的浮力分别为Fa、Fb、Fc，则这三个力由小到大的顺序是______＜______＜______；物体的质量是ma、mb、mc；则这三个质量由小到大的顺序是______＜______＜______
四、物体沉浮条件。
【实验】观察得出，一只上浮出水面，一只下沉到水底，一只悬浮在水中
问：既然浸入液体中的物体都会受到液体向上的浮力，为什么有的物体在液体中会上浮，有的物体在液体中会下沉，有的能够静止在液体内部呢？
原因：三只球所受到的重力不同，如果全部浸入受到水的浮力相同。根据力和运动关系: F浮F浮>G 上浮
F浮=G 悬浮或漂浮
注意：上浮和下沉都是不稳定状态，上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态。漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态。 （沉到水底：F浮＋F支持力=G）
问：知道了物体沉浮的条件，那你平时常见到哪些物体在水中会上浮？下沉？
（木头上浮，石块在水中下沉）
问：你能不能根据木头、石头和水的密度大小关系，猜测物体在液体中的沉浮跟物质密度之间的关系呢？（密度比液体小的上浮，密度比液体大的下沉）
问：那一样的呢？（悬浮或漂浮）
学生讨论引出：
举例生活中大量的例子并相互作出解释： 如：煮汤圆和泄漏的石油
五、物体浮沉条件的应用。
1、密度计
把模拟密度计分别放入水中和盐水中，问：为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对的位置会不同？（因为不同的液体密度不同，受到的浮力也不同）
注意：密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。（下大上小，刻度不均匀）
2、关于轮船
【实验】问：捏成一团的橡皮泥会沉入水底，而做成空心的橡皮泥却为什么会漂浮在水面？
做成空心的目的是调节浮力和重力的关系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体，获得更大的浮力，从而使橡皮泥漂在液面。
轮船也是如此，Titanic的沉没，进水。（p27阅读）
有多条载重线（吃水线），因为浮力的大小不仅与船只排开水的体积有关，而且和水的密度有关。
3、关于潜水艇
【实验】注意观察：当注射器将气体压入玻璃球时，或将球内的气体吸出时，玻璃球内的水量和玻璃球沉浮的状态。
当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小，一旦重力小于浮力，球将上浮；反之，当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大，一旦重力大于浮力，球将下沉。
【课件演示】潜水艇的结构和沉浮原理。
六、浮力小结
七、课后练习
“水能载舟，亦能覆舟”的深刻含义可以让学生领会
轶
事
记
录
学生对浮力的展知识很感兴趣，因为很贴近学生的生活。但涉及解题就很难建立一个模型，进行受力分析。
课
后
反
思
本节内容安排5课时。第1课时实验得出阿基米德原理；第2课时阿基米德原理的简单应用及计算；第3课时物体的浮沉条件及简单运用；第4课时物体的浮沉条件的应用：密度计、轮船、潜水艇；第5课时浮力的复习课。
尽管安排的课时超出了教材所定的课时，但学生的掌握程度远远达不到教材的要求。大多数学生感到学习难度很大。
1.5 水的浮力
教学目标
1、确认水及其他的液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，确认空气也有浮力。
2、能通过实验方法，探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。
3、能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。
4、能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件，并会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。
教学重、难点分析
物理知识得出的公式比较多，一多学生就感觉摸不到头脑，所以，在教学过程中对公式代表的字母含义要一直强调，先中文再字母的方式。
在得出阿基米德定理的时候，按照科学探究的步骤进行渗透。
对于物体在水中的状态，漂浮，悬浮，下沉等字的规范表达要强调。
实验比较多，引导学生进行实验思考非常重要，如实验的目的，为什么要这样做等等。
密度计的原理应该让学生自己摸索出来，这样对前面的知识也是种巩固
教学准备
这一节的教学思路基本上按照教参上的来，对于实验可以尽量的用更贴近生活的材料来做，比如用矿泉水瓶钻三个洞代替那个实验室里的仪器。
另外用课件动态的来分析物体的沉浮也不错。
教学设计
一、浮力的存在和测量
1、液体的浮力。
船能浮在水面上，但有时候确会沉入大海呢？有些人游泳会淹死，而有些人确可以在死海上看书呢？（除了游泳的技巧）
生：有浮力的作用，死海的浮力更大。
【实验】P20，水的浮力是水对浸入其内的物体向上托的力。
得出：※在水中会上浮的物体受到水的浮力。
【实验】p21，图1－41，先用手托一下悬挂在空气中的物块，使测力计的读数变小。（物块受到手对它向上的托力）；将物块浸没在水下，测力计的读数也变小。（水对物块有一个向上托的力）
这个向上托的力就是浮力，得出：※在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。F浮＝F-F‘。（条件：物体在水中会下沉）
推广：所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。
2、气体的浮力。
气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？有什么事实可以说明气体对物体也有浮力呢？（热气球、烟上升等等）
【实验】P21图1－42，问学生该怎么做才能证实气体浮力的存在。
（现在状态下，打气针还没有完全插入排球的气孔，排球不会漏气）
把打气针插入，气会从排球跑到气球里面，可以得出什么？
（杠杆左边的质量不变，但由于排球里的气体压强大，传到了气球里面，这样排开大气的体积增加了，浮力也增加了，所以杠杆失去了平衡。）
得出：※气体也会产生向上的浮力。
?
二、阿基米德原理
既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？【提出问题】
当人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？（人会有一种变轻了的感觉。浴缸的水面会上升。）
人为什么会变轻？水面为什么会上升？（人变轻是因为人受到水的浮力。水面上升是因为人浸入水中后，排开了一部分水。）
那么，你认为浮力的大小可能跟什么因素有关？（物体所排开水的多少）【建立假设】
【实验】P22图1－43，将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，测力计的读数逐渐变小，浮力逐渐增大。
结论：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力越大。
那么，如何定量的证实这个结论呢？【设计实验】
要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少（体积）。如何测？
利用图1－44的实验器材，讨论：如何利用这些器材进行实验？怎么样安排实验的步骤？应当设计怎样的实验数据记录表？（然后交流讨论，给出实验步骤。）
【实验步骤，收集证据】
（1）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；
（2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G；
（3）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数F；
（4）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水;
（5）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。
物块的重
G
物块浸入水中后测力计的读数F
物块排开水的体积V排水
物块受到水的浮力
F浮＝G-F
物块排开的水受到的重力
?
?
?
?
?
?
【得出结论】F浮＝G排水 【推广】F浮＝G排液
阿基米德定理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，即F浮＝G排液。
同样，阿基米德定理可以推广到气体上面。（学生描述）
?
三、阿基米德原理的理解和运用
1、对阿基米德定理这个公式的理解应注意：
（1）公式中是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。
（2）公式中是浸入液体时，排开液体的体积。物体完全浸入，；物体部分浸入，。
（3）浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其他因素无直接关系。※与物体浸入液体的深度无关：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉到更吃力了，用物块挂在测力计下的实验来说明；※与物体的形状无关：用橡皮泥变形挂在测力计下的实验来补充说明。
2、用阿基米德原理进行计算。（注意计算过程中单位要统一）
1、关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是 （ ）
A．浮力的方向竖直向上； B．浮力的施力物一定是水；
C．浮力的大小与排开液体的质量成正比； D．实心的铁球也能浮在液面上．
2、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是（ ） A．木球所受的重力、浮力都不变； B．木球所受的重力不变，浮力变大；
C．木球所受的重力、浮力都变小； D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小．
3、酒精的密度是0.8×103千克/米3，把体积为500厘米3的铁块浸没在酒精中，它受到的浮力是______牛．
4、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上，受到的浮力大小为4.9牛，画出这个物体的受力示意图，并求出这个物体的密度，这个物体是什么材料做的？
四、物体沉浮条件
【实验】观察得出，一只上浮出水面，一只下沉到水底，一只悬浮在水中
问：既然浸入液体中的物体都会受到液体向上的浮力，为什么有的物体在液体中会上浮，有的物体在液体中会下沉，有的能够静止在液体内部呢？
原因：三只球所受到的重力不同，如果全部浸入受到水的浮力相同。根据力和运动关系: F浮F浮>G 上浮
F浮=G 悬浮或漂浮
注意：上浮和下沉都是不稳定状态，上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态。漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态。 （沉到水底：F浮＋F支持力=G）
问：知道了物体沉浮的条件，那你平时常见到哪些物体在水中会上浮？下沉？
（木头上浮，石块在水中下沉）
问：你能不能根据木头、石头和水的密度大小关系，猜测物体在液体中的沉浮跟物质密度之间的关系呢？（密度比液体小的上浮，密度比液体大的下沉）
问：那一样的呢？（悬浮或漂浮）
学生讨论引出：
（物体是实心
时适用）
举例生活中大量的例子并相互作出解释： 如：煮汤圆和泄漏的石油
?
五、物体浮沉条件的应用
1、密度计
把模拟密度计分别放入水中和盐水中，问：为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对的位置会不同？（因为不同的液体密度不同，受到的浮力也不同）
注意：密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。（下大上小，刻度不均匀）
2、关于轮船
【实验】问：捏成一团的橡皮泥会沉入水底，而做成空心的橡皮泥却为什么会漂浮在水面？
做成空心的目的是调节浮力和重力的关系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体，获得更大的浮力，从而使橡皮泥漂在液面。
轮船也是如此，Titanic的沉没，进水。（p27阅读）
有多条载重线（吃水线），因为浮力的大小不仅与船只排开水的体积有关，而且和水的密度有关。
3、关于潜水艇
【实验】注意观察：当注射器将气体压入玻璃球时，或将球内的气体吸出时，玻璃球内的水量和玻璃球沉浮的状态。
当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小，一旦重力小于浮力，球将上浮；反之，当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大，一旦重力大于浮力，球将下沉。
【课件演示】潜水艇的结构和沉浮原理。
?
六、浮力小结
七、课后练习
课件18张PPT。曹 冲 称 象水 的 浮 力有一个力将手往上推上浮最后浮在水面上在水中会上浮的物体受到水的浮力 钩码浸入水中后，弹簧称读数变小了在水中会下沉的物体也受到向上的浮力 气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？有什么事实可以说明气体对物体也有浮力呢？ 【实验】P21图1－42 气体也会产生向上的浮力。 结论：二、浮力的测量——阿基米德原理 既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？ 当人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？ 人为什么会变轻？水面为什么会上升？ 浮力究竟与什么因素有关？探究： 阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人 。 从洗澡的故事说起:
关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。 后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。
? 他经过了进一步的实验以后来到王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，所以证明了王冠里掺进了其他金属。
??? 这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律：物体在液体中所获得的浮力，等于他所排出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。
猜想：浮力的大小与排开水的多少之间的关系？
学生讨论
（1）要探究两者之间关系需测什么量？
（2）需要什么样的器材？
（3）操作步骤？
（4）记录哪些数据？
（5）预期的实验结果是什么？
【实验步骤】 （1）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；
（2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G；
（3）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数F；
（4）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水；
（5）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。V排水G排水 阿基米德原理：
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
数学表达式为：
F浮=G排=ρ液 gV排
在气体中的物体也受到浮力的作用，同样遵从阿基米德原理。
1.一物体在空气中用弹簧秤称得其物重为15牛，把它全部浸没在酒精中，弹簧秤的读数为8牛，则酒精对该物体的浮力大小为_______牛，方向为________。 2.浸在液体里的物体受到_________的浮力，浮力的大小等于它____________受到的重力。课堂练习：3.弹簧秤的下端吊着一个金属球，弹簧秤的示数是10牛，当金属球慢慢浸入水中时，弹簧秤的读数将______，金属球受到的浮力将_______。（选填“变大”或“变小”）若将金属球的一半浸在水中时，弹簧秤的示数是8牛顿，这时金属球受到的浮力是_____牛。
