第十章 浮力
第一节 浮力
1课时 新授课
【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。
4. 初步探究浮力大小和什么因素有关。
二、过程与方法
1．通过大量生活事例了解浮力，从而引出浮力的概念。
2.通过观察分析，了解浮力是怎样产生的。
3.应用控制变量法探究决定浮力大小的因素。
三、情感与价值观
1．在观察浮力的实验过程中，培养学生的科学态度；鼓励学生积极参与探究活动。
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】
1．通过大量经验事实，认识浮力的存在。
2．运用实验探究的方法得出决定浮力的大小的因素。
【教学难点】
1．运用实验和分析的方法得出浮力产生的原因。
【教具、学具准备】
教师课前准备：PPT课件、铁块、弹簧测力计、水槽、烧杯、乒乓球（2个）、饮料瓶（去底）。
学生分组实验器材：、水、明矾溶液、烧杯（500ml，12个）细线、弹簧测力计（5N, 12支）、圆柱体（上标有等距离的格， 12个）、水槽（12个）同体积的铁块和铜块（各12个）。
【教学方法】
实验观察、探究、阅读讨论、多媒体辅助。
【教学过程】
教 学 过 程
教学内容
教 师 活 动
学 生 活 动
一、创设情景导入新课
【课件展示】
大海中的“辽宁号” 台儿庄古运河龙舟赛
自由自在的鸭子 漂浮在“死海”上的美女
冉冉上升的热气球
【提出问题】是什么力量把它们托起来？
【过渡语】这一节课就让我们来共同研究（板书）第十章第一节浮力
（设计意图：利用航空母舰和家乡的龙舟赛，激发学生的爱家爱国的热情，并感受浮力的客观存在，有着广泛的应用，学生轻松地由生活走进物理。）
观看展示，激发兴趣并思考。
交流回答：浮力
二、讲授新课
(一) 浮力
【互动实验】用手下压水中的饮料瓶。
【引导】手有什么感觉?
【演示实验】
学生动手下压水槽中的饮料瓶。
体验后回答：
生甲：有向上的浮力作用于手。
（设计意图：利用手压饮料瓶，感受向上的浮力存在，再通过乒乓球在液体中的运动轨迹和方向，推理出浮力的方向。便于学生理解。）
1、 概念
2.称重法测浮力
【引导】同学们仔细观察我演示的实验。注意我把系乒乓球的线剪断之后乒乓球的运动轨迹是什么样的？
同学们回答的非常好，请结合刚开始出示的图片和刚结束的实验，同学们来总结一下浮力的定义吧？
【归纳总结】（板书）浮力是液体（气体）对浸在其中的物体，具有竖直向上的托力。方向是竖直向上。符号是F浮。施力物体是液体。
【说明】1.气体与液体一样对浸在其中的物体，也具有竖直向上的力，即也有浮力的作用。
2.浸在包括部分浸入和全部浸入（即浸没）。
仔细观察，认真思考。
生乙：向上运动。
生丙：和重力的方向相反，竖直向上的。
思考、讨论、交流、回答：
生丁：液体对浸在其中的物体，具有竖直向上的托力。这个托力叫做浮力。
记忆。
了解。
【引导】漂浮的物体受到浮力，在水中下沉的物体（如实心铁块、石块）也受到浮力吗？
同学们的答案不一样啊，如何设计实验证明呢？
【演示实验】在学生归纳的基础上教师演示。
【归纳总结】在水中下沉的物体也受到竖直向上的浮力。这种测量浮力的方法我们称为称重法测浮力。
（设计意图：从漂浮的物体受浮力的认识，到下沉的物体也受浮力的认识，是从感觉和表象开始，通过设计实验证明，培养了学生的知识迁移能力。全面认识了浮力概念和用弹簧测力计测浮力的重要方法—称重法。）
思考，回答：
生戊：受到浮力。
生己：下沉的不受浮力吧？
学生讨论、交流、归纳：
1. 先测出物体在空气中的重力G，
2. 然后把物体浸没在液体中读出弹簧测力计的示数F。
3. 根据物体的状态和平衡力的条件，可以推出
F浮= G–F 。
学生记录数据，分析，总结：
G=1.8N F=1.4N
F浮= G–F=1.8N-1.4N=0.4N
所以在水中下沉的物体也受到向上的浮力。
记忆。
3.浮力产生的原因
【引导】浮力的大小可以测量。那么为什么浸在液体中的物体会受到浮力呢？
【演示实验】
1.将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。
2.将瓶下口堵住，乒乓球浮起。
【引导】你能解释这个实验的现象吗？
要想解释这种现象，首先我们来回顾一下压强的知识：
1.计算压强的普遍公式？
2.液体压强的计算公式？
同学们回答的真好，请看图片。
【引导】通过这幅图，以各表面中心为研究点，可以看出立方体上下表面和左右表面，前后表面所受液体的压强是什么情况？
那么这些表面受到的压力的大小有怎样的关系呢？
分析的很好，现在哪位同学来阐述液体中浮力产生的原因？
【归纳总结】（板书）浮力产生原因：F浮= F向上－ F向下。
【应用】下面请同学们来解释刚才演示实验现象的原因吧？
（设计意图：让学生通过实验观察现象形成感性认识，再通过老师引导，利用理论知识分析现象得出结论。
激发学生疑问，提高学习物理的兴趣。
仔细观察，思考。
激发学生疑问和思考。
生甲：P=F/S。
生乙：P=ρgh。
仔细观察。
在老师的引导下分析、交流、讨论、归纳。
生丙：左右表面，前后表面深度相同，所以压强相同。而上表面距离液面浅受到压强小，下表面距离液面深受到压强大。
利用 P=F/S可以得出，上下左右表面所受压力相同，下表面受到压力大于上表面受到的压力。
生丁：浸在液体中的物体受到的浮力是液体对物体向上和向下的压力差。
学生思考、回答：
生戊：在状态1中乒乓球受到液体对它向下的压力，下表面不受向上的压力；
（二）、决定浮力大小的因素
（1）提出问题
（2）猜想与假设
（3）设计实验
（4）进行实验与收集证据
这样即提高学生的知识理解能力，也激发了学生的学习兴趣和提高了学生的注意力。）
【互动实验】学生探究： 浮力的大小与哪些因素有关？
【引导】浸在液体中的不同物体受到的浮力一般不同，浮力大小与哪些因素有关呢？
1. 通过导入新课时漂浮在水面上的图片，和小石头沉入水底的现象，能提出怎样的猜想？
2. 美女可以在死海的水面上睡觉、看书。在我们国家的水面上却不可以。又能提出怎样的猜想？
3. 把空饮料瓶放在水桶中，饮料瓶越向下压，感觉受到浮力越大。又能提出怎样的猜想？
【过渡语】同学们的猜想真多啊！我们首先分析一下，航母的质量比石块的质量要大，航母浮在水面上而石块沉入水中。说明浮力的大小与质量无关。
【引导】大家猜想的多个因素可能决定浮力大小，我们如何来研究呢？
这种研究浮力与单个变量关系的方法称为控制变量法。
现在我把任务分给各小组。请发挥你们的创造力，设计探究方案吧！
【巡视指导】
1．学生的设计是否合理可行？
2．如何设计表格？
3．对获取的数据如何处理？
4. 针对学生在不同的问题中出现的错误进行纠正。
【总结】看同学们的设计比较合理，我们共同总结一下吧。
1.探究浮力与物体浸没后深度的关系：
步骤：如图示
（1）测量物体在空气中的重力。
（2）测量物体浸没在水中不同深度处的拉力。
（3）计算物体所受浮力。
深度h/cm
重力G/N
弹簧测力计示数F/N
浮力F浮/N
在状态2中乒乓球受到液体对它向上和向下的压力，且向上的压力大于向下的压力，产生向上的浮力。
思考、交流、猜想。
生甲：浮力大小与物体的质量和体积或固体的密度有关。
生乙：浮力大小与液体的密度有关。
生丙：浮力大小与浸没在液体中的深度或固体浸入液体中的体积
讨论、交流、回答：
生丁：每次只改变可能决定浮力大小因素中的一个，其他因素保持不变。
各组成员认真思考、讨论、交流、确定方案。
各小组按展示的实验方案进行实验并收集证据。
（5）实验结论
实验结论： 。
思考、分析、得出结论：
生戊：结论：浮力大小与物体浸没后的深度无关。
2.探究浮力与物体浸在液体中体积的关系：
步骤：如图示
（1）测量物体在空气中的重力。
（2）把物体浸在液体中体积逐渐变大，测量物体浸在液体中不同深度处的拉力。
（3）计算物体所受浮力。
V浸/格
重力G/N
测力计示数F/N
浮力F浮/N
实验结论： 。
各小组按展示的实验方案进行实验并收集证据。
思考、分析、交流、得出结论：
生甲：结论：在同一液体中，物体浸在液体的体积越大，浮力越大。
3.探究浮力与液体密度的关系
步骤：如图示
（1）测量物体在空气中的重力。
（2）测量同一物体浸没在密度不同的液体中的拉力。
（3）计算物体所受浮力。
液体种类
重力G/N
弹簧测力计示数F/N
浮力F浮/N
实验结论： 。
(我给学生的是明矾、硫酸铜、食盐的混合液,密度大,效果明显。)
各小组按展示的实验方案进行实验并收集证据
思考、分析、交流、得出结论：
生乙：结论：物体浸没在液体中的体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
【归纳总结】1.物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关；跟浸没后的深度和固体密度无关。
2.在同一液体中，物体浸在液体的体积越大，浮力越大；物体浸没在液体中的体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
（设计意图：利用生活中常见现象和图片诱发学生对影响浮力大小的因素提出猜想，在老师的引导下设计探究实验，验证自己的猜想，激发了学生的探究热情和创造力，利于学生知识的形成和理解。）
三、课堂小结
本节课“你学到了什么？
学生总结：
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
1.浮力：浸在液体（气体）中的物体受到向上的托力。
2.称重法测浮力：F浮＝G-F
3.浮力产生的原因：F浮= F向上－F向下
4.决定浮力大小的因素：物体浸在液体中的体积；液体密度
四、课堂检测
【课件展示】见附件
要求学生在5分钟内独立自主的完成。
5分钟后老师出示答案，同桌互评。老师巡视、调查学情，适当讲评。
自主完成
认真订正。
五、布置作业
助学P64小试身手1---5题
课后完成
【板书设计】
第十章浮力
第一节 浮力
1.浮力：浸在液体（气体）中的物体受到向上的托力。
2.称重法测浮力：F浮＝G-F
3.浮力产生的原因：F浮= F向上－F向下
4.决定浮力大小的因素：物体浸在液体中的体积；液体密度
【教学反思】
一、案例中的“亮点”
1、本节课，我以航母和本地的龙舟赛引入课题，让学生带着兴趣和民族自豪感进入课堂学习中。
2、在知识的传授中，阐述浮力的概念时，让学生观察生活中利用浮力的图片，再通过演示实验乒乓球的运动轨迹，让学生自己分析浮力的方向，从而在完整得出浮力的定义。
阐述浮力产生的原因时，先用乒乓球堵瓶口实验激发学生的兴趣，再通过引导，让学生进行理论上分析，从而得出浮力产生的原因，接着再让学生解释实验的现象，达到学以致用。
在探究“浮力的大小与哪些因素有关?”的问题中，我让学生根据生活中现象和实验的情况分析然后提出猜想，把猜想细化到组，学生分组讨论、交流，制订了最佳实验方案并充分注意到了控制变量法的运用，学生根据实验方案分组进行实验，得出实验结论。这样节省了课堂时间又提高了课堂效率。
二、教学中易出现的问题
1、进行知识传授过程中，前一部分所用时间稍长一点，使学生在参与猜想和交流，尤其在设计实验方案环节，压缩了时间，不能充分发挥学生的创造力。
2、本节课在实验中出现了学生不按设计步骤进行实验，不能及时记录数据，不会分析数据，语言归纳能力差等现象，需要我再今后的教学中给予更多的指导，来培养学生正确的实验方法。
附件
1．小明同学将一个乒乓球按入水中，松开手后，乒乓球将会 向上运动，这说明浮力的方向是 。
2. 一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为 27牛 ，把它浸没在水中称时示数为17牛，它受到的浮力是 牛。
3.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：
A．可能跟物体浸入液体的深度有关 B．可能跟物体浸在液体中的体积有关
C．可能跟液体的密度有关 D．可能跟物体的密度有关
为了验证上述猜想，李明做了如图甲所示的实验：他在弹簧测力计下端挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一过程中：
（1）铁块从位置1→2→3的过程中，弹簧测力计的示数 弹簧测力计的示数变小，说明铁块受到的浮力 变大；从位置3→4的过程中，弹簧测力计的示数 不变，说明铁块受到的浮力 不变。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）通过以上实验可以验证上述猜想 B是正确的。（填上面猜想的字母）
（3）如图乙所示把新鲜的鸡蛋放在水中会下沉．陆续向水中加盐并轻轻搅拌，你会发现鸡蛋上浮鸡蛋上浮，这种现象说明了上述猜想 C是正确的（填上面猜想的字母）。
参考答案：1. 向上；竖直向上 2. 10N 3.（1）变小；变大；不变；不变；（2）B； （3）C。【解析】 （1）读图可知，铁块从位置1→2→3的过程中，排开液体的体积（铁块浸在液体中的体积）逐渐增大，而弹簧测力计的示数逐渐变小，根据F浮=G物-F，说明铁块受到的浮力变大；从位置3→4的过程中，铁块都是完全浸没，排开的液体体积不再变化，只改变其深度，弹簧测力计的示数不变，说明铁块受到的浮力不变。
（2）通过1→2→3→4的过程可知，液体密度不变，排开液体的体积（铁块浸在液体中的体积）变化，浮力变化；排开液体的体积（铁块浸在液体中的体积）不变化，浮力部变化，故可验证上述猜想B是正确的。
（3）向水中加盐时，液体密度变大，鸡蛋浸在液体中的体积不变，鸡蛋慢慢上浮表明鸡蛋受到的浮力增大，说明了浮力跟液体的密度有关，猜想C是正确的。
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