京改版八年级物理 4.6浮力 教学设计

课程基本信息
课题
浮力
教科书
书名：《物理》八年级全一册
出版社：北京师范大学出版社
出版日期：
2014年7月
教学目标
教学目标：
一、知识与技能
1．了解生活中的浮力；
2．了解如何用弹簧测力计测量浮力；
3．理解浮力的产生原因；
二、过程和方法
1．通过大量生活事例了解浮力，从而引出浮力的概念；
2．通过观察，了解浮力是怎样产生的。
三、情感、态度、价值观
1．在观察实验过程中，培养学生的科学态度；
2．通过对生活、生产中浮力的了解，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识；
教学重点：
通过实验得出有关浮力概念的相关知识。
教学难点：
运用实验和分析的方法得出浮力产生的原因。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
2miN
12miN
5miN
2miN
创
设
情
境
引
入
新
课
浮力的概念
浮力产生的原因
小结
【播放视频】演示实验一：跳动的乒乓球
实验器材：塑料杯、塑料瓶改造的漏斗儿、乒乓球儿
【视频陈述】将乒乓球儿分别放在塑料杯中和漏斗中，当第一个塑料杯中倒水，观察乒乓球的运动情况；将漏斗倒扣在上方有空的塑料杯内，向漏斗中倒水，注意观察乒乓球的运动情况。
【设疑】漏斗中的乒乓球儿开始为什么没有上浮呢？而是过了一段时间，兵乓球儿就上浮了呢？通过我们今年的学习，你就能知道其中的道理。
【播放视频】演示实验二：类比木块在水平面受到的托力
【提问】：木块儿放在水平桌面上静止，桌子对木块儿有向上托的力，将木块放水中，可以看到木块儿浮在水面儿上，说明水对木块儿也有向上托的力，那将石块儿浸在水中，那浸在水中的石块儿受不受水对它向上托的力呢？
【过渡】：有同学认为浸在水中的石块儿不受水对它向上托的力，下面我们通过实验来看一看。
【播放视频】实验视频三：石块在水中和酒精中受向上托的力
【视频陈述】：将石块儿挂在已调好的弹簧测力计下，弹簧测力计的示数为1.1N，如果手对石块儿施加一个向上托的力，弹簧测力计示数会有什么变化呢？我们来看一看，可以看到弹簧测力计的示数减小，此时为0.7N。那手对石块儿向上托的力多大呢？此时石块儿受到重力、手对石块儿向上托的力，弹簧测力计对它向上的拉力，三力平衡，所以手对石块儿向上托的力等于石块儿的重力1.1N减去弹簧测力计对它的拉力0.7N，为0.4N。
如果将石块儿浸在水中，弹簧测力的示数又有什么变化呢？我们来看一看，使石块儿缓慢地浸入水中，注意观察弹簧测力计的示数，可以看到弹簧测力计示数逐渐减小，此时石块全部浸没在水中，弹簧测力计的示数为0.7N。那么水对石块儿向上托的力是多大呢？是0.4N；那将石块儿浸在其它液体中，其它液体会对石块儿有向上托的力吗？将石块浸没在酒精中，石块在未浸在酒精时，此时弹簧测力计示数为1.1N，也就是石块的重力，将石块浸没在酒精中，此时弹簧测力计示数为0.8N，酒精对石块儿向上托的力是0.3N，通过这个实验说明酒精对放入其中的石块儿也有向上托的力。
【得出结论】：由刚才的实验，我们可以得出浸在液体中的物体，受到液体对它向上托的力，这个力我们叫做浮力。
【讲解】：在浮力概念中，我们提到了浸在，浸在指的是两种情况，物体体积部分浸入或物体的体积全部浸没。
【提问】：那浮力的施力物体是谁呢？
【提问】：浮力的方向又是向哪儿的呢？下面我们通过实验来看一看
【播放视频】实验视频四：浮力的方向
【视频陈述】：老师用绳子拴了一个重锤体，当垂体处于垂直状态时，由于二力平衡原理可知，由于重力的方向是竖直向上，所以绳子所处的方向为竖直方向，这就相当于一个简易的重垂线，我们用乒乓球儿通过一根绳子拴着一个钩码儿，把这个装置放入水中，把刚才的简易重垂线与它进行对照，我们观察到两根绳子处于平衡位置，调整摄像机视角的位置，当到达合适的位置时，我们可以观察到重垂线与乒乓球的悬线重合，这就意味着乒乓球儿下面的悬线也是沿着竖直方向，此时乒乓球受到竖直向下的重力作用，受到绳子对它竖直向下的拉力作用和水对它的浮力作用处于静止状态，由平衡力的原理可知，乒乓球儿所受的浮力方向为竖直向上。
接下来老师把容器倾斜一下，继续对比重垂线和里面绳子所处的方向关系，当我们调节摄像机视角的位置，到达适合的位置时，我们发现他们依然重合，也就是说乒乓球所受浮力的方向依然是竖直向上的。
【提问】：我们来看这个情景，木块儿浮在水面上静止，木块儿所受的浮力大小等于什么呢？
【提问】：那我们将弹簧测力计拉着石块儿浸在水中静止时，此时石块儿受到几个力的作用呢？
【陈述】：那浮力的大小等于重力减拉力，如果我们能用弹簧测力计测出石块的重力，再把石块儿浸没在液体中，弹簧测力计显示的是拉力大小，那根据浮力等于重力减拉力，就可得出浮力大小，这就是我们测量浮力的一种方法。
【过渡】：那浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力呢？下面我们通过实验来看一看。
【播放视频】实验视频五：浮力产生的原因
【视频陈述】：液体内部各个方向都有压强，且随深度增加，压强越大，将木块儿浸没在水中，水会对木块儿各个表面产生压强，作用在一定表面积上会产生压力，但是现在我们看不到水对木块儿各表面产生的压强，我们可以利用容易发生形变的橡皮膜来替代物体的表面，这让我们想起了微小压强计，我们利用微小压强计探究浮力产生的原因，老师这里做了两个简易的微小压强计，并将两个探头儿组合在一起，作为受力物体，在探头中分别扎一个孔，两个探头儿均通过等长的软管儿与两个U型管相连，为了利于比较，U型管儿的液面儿都指向零刻度线上，现在把探头儿浸在液体中，观察U型管液面高度差，从而比较各个表面所受的压强关系，先看左右表面儿，两个U型管儿液面儿高度差相等，说明左右压强相等；下面我们来比较上下两个表面压强关系，上面的探头连接左侧的U型管，下面的探头连接右侧的U型管，请仔细观察，我们发现U型管儿高度差不等，上下表面压强不等，下表面儿对应的高度差大，说明下表面所受的压强大，你知道浮力产生的原因了吗？
实验分析：我们再来回顾一下这个实验，左右表面儿两个U型管的液面高度差相同，说明所受的压强、压力都相等，而上下两个表面儿两个U型管儿液面儿高度差不同，下面儿对应的液面儿高度差大，说明下表面受到的压强大，压力大；而上表面儿对应的液面儿高度差小，说明上表面压强小，压力小。
通过这个实验，我们再来分析木块儿放在水中的压力关系，木块放在水中，左右两个表面产生的压力相等，方向相反，合力为零。而上下两个表面所受压力不等，下表面受到向上的压力大，上表面受到向下的压力小，方向相反，物体在竖直方向就受到一个竖直向上的合力，这个合力就是物体所受的浮力，浮力大小等于F向上减去F向下即浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差。
【提问】：现在你能利用浮力产生的原因来解释之前我们这个有趣的现象（跳动的乒乓球）吗？
【小试牛刀】：下面同学们小试牛刀一下，看一下同学们的掌握情况，这是世界上最长的跨海大桥---港珠澳大桥，大桥下面有许多的桥墩，这些桥墩是否受到浮力作用呢？
【举例】：刚才讲到水对木块儿有向上托的力，这个力我们叫做浮力，气体对物体也有向上的浮力，例如：节日里放飞的气球，空气对气球儿也有向上托的力，这个力我们也叫浮力。
【小结】我们来回顾一下这节课我们所学的知识，我们学习了浮力的相关概念，还是学习了三种计算浮力的方法，第一种，通过物体浮在水面儿静止时，浮力等于重力，第二种方法是测量法，第三种方法是浮力产生的原因法。
猜想并观察乒乓球实验，制造实验现象与猜想的冲突，激发兴趣。
看到第一个塑料杯中的乒乓球儿随水位上升;第二个乒乓球儿开始没有上浮、过了一会儿乒乓球上浮了。
观察、思考
思考，通过实验得出：石块在液体中受到水对铁块向上的托力。
思考问题，得出结论：因为是液体对物体施加向上托的力，所以浮力的施力物体是液体。
观察、思考问题，得出结论：大量实验证明浮力的方向总是竖直向上的。
学生解答：等于木块所受的重力。
学生解答：石块儿受到重力、浮力、拉力
回答问题，巩固利用弹簧测力计测浮力：F浮＝G-F
观察左右两侧U型管儿高度差，运用已有知识，推导讨论，得出结论：浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差。
思考解答：而过了一段儿时间，乒乓球儿下表面与水接触，乒乓球儿上下表面都受到水对它的压力，而下表面受到的压力大，上表面受到的压力小，那乒乓球儿受到竖直向上的浮力，当兵乓球所受的浮力大于兵乓球儿所受的重力时，乒乓球儿就上浮了。
桥墩的结构包括墩帽、墩身、基础，而桥墩的基础深埋在河底，不与水接触，不受到水对桥墩向上的压力，所以桥墩不受浮力。