9.1 认识浮力 导学设计

第九章　浮　力
第一节　认识浮力
教
材
解
读
本节探讨浮力的初步知识，主要包括什么是浮力，怎样用弹簧测力计测浮力，了解浮力产生的原因。浮力现象对学生来说并不陌生，但是学生根据生活现象得到的一些结论有些是片面的，本节让学生通过实验认识浮力，对于纠正学生的一些错误认识至关重要，同时用“称重法”认识浮力，了解了浮力的方向及产生的原因。本节首先通过一些生活中的现象，引起学生对浮力问题的关注，引发对“什么是浮力？浮力产生的原因是什么？”等问题的思考；接着教材展示了“巨轮远航”、“热气球腾空”的图片，体会到液体和气体都能够产生浮力，从而得出浮力的概念。接着设计了实验探究液体和气体的浮力，让学生既能亲身感受到浮力的存在，又能得出用弹簧测力计测量浮力的方法。最后引导学生利用液体压强的知识分析浮力的产生原因，使学生真正认识浮力的实质。
教
学
目
标
　
知识与技能
1.知道什么是浮力及浮力产生的原因。　2.学习用弹簧测力计测浮力的大小。
过程与方法
通过实验与探究，感受浮力、认识浮力。
情感、态度
与价值观
　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。
重
点
难
点
重点
浮力概念贯穿全章，用弹簧测力计测浮力是本章各个探究实验的基础，所以浮力概念的建立和称重法测浮力是本节课教学的重点。
难点
　研究浮力的产生原因，需要借助抽象的物理模型——液柱，还要综合应用压力、液体压强等知识，因而对学生抽象思维能力和逻辑推理能力的要求都比较高，是本节教学的难点。
教
学
建
议
　在学生完成实验探究时，应该鼓励学生对探究过程的合理性和结论的可靠性，以及实验结论和猜想与假设之间的差异，作出评估与反思，进而提出进一步改进的措施。这一环节很重要，教学中不能忽视，更不能丢弃。因为这个环节对学生进一步提高实验探究能力具有实质性作用。教材中以立方体浸没在水中作为模型讨论浮力产生的原因，只是希望学生能简单了解即可，教师在教学过程中不要加深过多。　本节课希望学生通过独立操作去认识现象、发现规律，这对激发学习兴趣，培养观察实验能力、科学思维能力，形成科学研究的习惯都十分有益。本节安排两个探究实验和原因分析是层层展现、步步深入的，学生在一定的感知基础上，由猜想和假设开始，进而逐步、自然地完成实验探究，最后从感性认识上升到理性认识。
学点1　认识浮力
问题1：观察图9－1－2，思考并回答下列问题。
图9－1－2
(1)万吨巨轮在水中受哪几个力？
[答案] 万吨巨轮在水中受重力和浮力。
(2)万吨巨轮在水中为什么不下沉？
[答案] 海水对巨轮有向上的浮力。
(3)浸在水中的物体受浮力吗？
[答案] 浸在水中的物体受到浮力。
(4)浮力的方向是怎样的？
[答案] 浮力的方向：竖直向上。
问题2：观察图9－1－3，思考并回答下列问题。
图9－1－3
(1)热气球在空中受哪几个力？
[答案] 热气球在空中受重力和浮力。
(2)热气球为什么能够腾空？
[答案] 热气球腾空是因为空气对热气球有向上的浮力。
(3)浮力的方向向哪？
[答案] 浮力的方向：竖直向上。
问题3：液体和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。
问题4：你还能举出物体在液体或气体中受到浮力的例子吗？
[答案] 如水中的游鱼、潜艇，空气中的飞鸟、飞机等。
学点2　探究液体、气体的浮力
问题1：观察图9－1－4，思考并回答下列问题。
图9－1－4
(1)如图甲所示，石块在空气中所受重力G＝__2.4___ N。
(2)如图乙所示，石块在水中时弹簧测力计的示数F＝__1.2___ N。
(3)弹簧测力计的示数减少了G－F＝__1.2___ N。
(4)如图丙所示，用手托起石块，弹簧测力计的示数为__2_N___，与图甲示数相比较__小___，是由于石块受到了向上托起的力；类比可得：图乙中测力计示数变小的原因是受到了__液体___对石块__向上托___的力。
(5)石块浸没在水中时受到浮力的方向向哪？大小为多少？
[答案] 石块浸没在水中时，受到浮力的方向竖直向上，大小为1.2 N。
(6)据此，你能不能总结出一种测算液体浮力大小的方法？
[答案] F浮＝G－F拉。
(7)如果把石块一部分浸没在水中，弹簧测力计的示数会不会减少？石块受不受浮力？
[答案] 如果把石块一部分浸没在水中，弹簧测力计的示数会减少，石块仍受浮力作用。
问题2：观察图9－1－5“探究空气的浮力”。将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂在杠杆左端，调整右端钩码的位置，使杠杆平衡如图所示，思考并回答下列问题。
图9－1－5
(1)如图甲所示，杠杆平衡时说明了什么？
[答案] 杠杆平衡说明了杠杆两边的力矩相等。
(2)如图乙所示，说明了什么？
[答案] 图乙中杠杆向右端倾斜说明钩码端重，气球端轻。
(3)篮球和气球端上跷原因是放掉了一些气？还是其他原因？
[答案] 篮球和气球端上跷不是放气的原因，而是由于气球受到空气对它竖直向上的浮力。
总结：液体和气体对浸在其中的物体都有__竖直向上__的浮力。
学点3　浮力产生的原因
观察图9－1－6，思考并回答下列问题。
图9－1－6
(1)立方体共有哪几个面？
[答案] 立方体共有前、后、左、右、上、下六个面。
(2)如何求液体的压强和压力？
[答案] 求液体压强的公式p＝ρgh，压力F＝pS。
(3)立方体哪几对面产生的压力大小相等、方向相反？
[答案] 立方体前后、左右两对面产生的压力大小相等、方向相反，即受力平衡。
(4)立方体上、下两个面产生的压力为什么不相等？
[答案] 立方体上、下两表面所处的深度不同，水产生的压强不同，所以受到的压力也不相等。
总结：浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。