2023年人教版物理第十章浮力教案

第十章浮力

第一節(jié)浮力

?教學目標：

1.知識與技能

(1)知道浮力是怎樣產(chǎn)生的，浮力的方向是豎直向上。

(2)了解如何用彈簧測力計測量浮力；

2.過程與方法

(1)經(jīng)歷探究浮力的大小與哪些因素有關。

(2)通過觀察，了解浮力是怎樣產(chǎn)生的；。

3.情感、態(tài)度與價值觀

(1)初步認識科學技術對社會開展的影響。

(2)鼓勵學生積極參與探究活動。

?教學重點：運用實驗探究的方法得出決定浮力的大小的因素。

?教學難點：運用實驗和分析的方法得出浮力產(chǎn)生的原因。

?教學課時：1節(jié)課

?教具：乒乓球、水、水槽、鐵塊、彈簧測力計等。

?教學過程：

--引入新課

木塊在水中受到浮力

鐵塊在水中會沉底，鐵塊在水中受浮力嗎？

新課教學

(-)浮力

1.浮力：浸在液體中的物體受到液體對物體向上浮的力叫浮力。

2.符號：F浮

3.用彈簧測力計測浮力：尸浮=6不

4.浮力的方向：豎直向上

5.浮力的施力物體：液體

6.浸在氣體中的物體也受到氣體對物體的浮力。

【演示實驗】：如圖，用彈簧測力計測出物體在空氣中受到的重力記為G,

再把此物體浸沒在水中測它的重力，記為F,比擬兩次彈

簧測力計的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)了什么問題？據(jù)此，你能得出什么結論2

分析實驗：示數(shù)變小了，說明物體受到了豎直向上的力，這個力就是浮力。

F?=G-F即彈簧測力計兩次讀數(shù)之差，這也是浮力的測量方法。

（二）浮力的產(chǎn)生

：邊長為L的立方體位于水面下h深處

四個側(cè)面所受壓力F合=0N。

上、下兩面所受壓力關系

'."p向上〉p向下

；.F向上〉F向下

F浮=F向上一F向下

結論：浮力是液體對物體向上和向下的壓力差。

演示實驗

乒乓球?qū)嶒?/p>

1.將乒乓球放入瓶內(nèi)，向瓶里倒水，乒乓球不浮起;

2.將瓶下口堵住，乒乓球浮起。

浮力是液體對物體向上和向下的壓力差。

〔三）浮力的大小與哪些因素有關

1.探究浮力與浸沒后深度的關系

深度h/格

重力G/N

彈簧測力計示數(shù)F/N

浮力F浮/N

實驗結論：

浮力大小與浸沒水后深度無關。

2.探究浮力與物體排開液體體積的關系

實驗結論：

V排/格

在同一液體中，物體排開液體的體

重力G/N

積越大，浮力越大。

測力計示數(shù)F/N

3.探究浮力與液體密度的關系

浮力F浮/N

實驗結論：

p液/kg?m3

物體排開液體體積一定時，液體密度

重力G/N

越大，浮力越大。

彈簧測力計示數(shù)F/N

1.探究浮力與浸沒后深度的關系。

浮力F浮/N

實驗結論：浮力大小與浸沒水后深度

無關

2.探究浮力與物體排開液體體積的關系

實驗結論：在同一液體中，物體排開液體的體積越大，浮力越大。

3.探究浮力與液體密度的關系

實驗結論：物體排開液體體積一定時，液體密度越大，浮力越大。

三.課堂小結

1.浮力的概念

2.浮力產(chǎn)生原因

3.決定浮力大小的因素

四.布置作業(yè)：課本P521、2、3、4

第二節(jié)阿基米德原理

?教學目標

1.知識與技能

(1)理解阿基米德原理，學會一種計算浮力的方法。

(2)進一步練習使用彈簧秤測力。

2.過程與方法

(1)經(jīng)歷科學探究，培養(yǎng)探究意識，開展科學探究能力。

(2)培養(yǎng)學生的觀察能力和分析概括能力，開展學生收集、處理、交流信息的能力。

3.情感、態(tài)度與價值觀

(1)增加對物理學的親近感，保持對物理和生活的興趣。

(2)增進交流與合作的意識。

(3)保持對科學的求知欲望，勇于、樂于參與科學探究。

?教學重點：阿基米德原理的實驗探究及其應用。

■教學難點：實驗探究浮力與排開液體重力的關系，正確理解阿基米德原理的內(nèi)容

?教學課時：1節(jié)課

?教具：易拉罐、水、水槽、鐵塊、彈簧測力計等。

?教學過程：

一、新課引入

故事導入一(關于阿基米德鑒別皇冠的故事)

二、進行新課

創(chuàng)設情境：指著漂浮在水面上的空易拉罐提出問題，易拉罐浮在水面上，用什么方法能

把它浸入水中呢？

方法1：用手把空易拉罐瓶向下慢慢壓入水桶中，如下圖。

問題：(1)你的手有什么感覺？

(2)易拉罐受到的重力變化了嗎？受到的浮力變化了嗎？

(3)水面高度有什么變化？

(4)這些都說明了什么問題？

學生活動：通過實驗發(fā)現(xiàn)將易拉罐壓入水桶的過程中，易拉罐所受的浮力越來越大，排

開的水越來越多。說明浮力的大小和排開液體多少有關系。

方法2：將易拉罐踩扁放入水中下沉。

問題：

(1)易拉罐為什么會沉下去？它受到的重力變化了嗎？受到的浮力變化了嗎？

(2)易拉罐踩扁后放入水中，什么變了？

(3)這些都說明了什么問題？

學生活動：思考討論。易拉罐的重力沒有變，之所以會下沉，是因為它受到的浮力減小

了。易拉罐踩扁后，體積變小，放入水中，排開水的體積也變小了。說明浮力的大小跟易拉

罐排開水的體積有關，體積越小，受到的浮力越小。

方法3：將易拉罐灌滿水后放入水中下沉。

問題：易拉罐灌滿水后受到的重力變了嗎？受的浮力變了嗎？

學生活動：思考討論。易拉罐灌滿水后，受到的重力變大了，受到的浮力怎么變化不

清楚。

思考問題：浮力的大小和排開液體多少是否存在定量的關系呢？

交流分析：根據(jù)上一節(jié)課我們知道，物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，它受

到的浮力就越大?，F(xiàn)在根據(jù)阿基米德的故事，如果我們用“物體排開液體的體積"取代“浸沒

在液體中物體的體積〃來陳述這個結論，可以得到，物體排開液體的體積越大、液體的密度越

大，它所受的浮力就越大。

教師引導學生統(tǒng)一說法：把物體浸入液體的體積稱為物體排開液體的體積。

液體的密度、排開液體的體積是不是和排開液體的質(zhì)量有一定的聯(lián)系呢？

排開液體的質(zhì)量是不是和排開液體所受的重力有一定的聯(lián)系呢？

浮力的大小會不會和排開液體所受的重力有一定的關系呢？

由于物體的體積與密度的乘積等于物體的質(zhì)量，可以進一步推想，浮力的大小跟排開液

體所受的重力也密切相關。

二、浮力的大小

猜測與假設：

［教師點撥學生猜測］:由前面實驗我們知道，物體浸入液體的體積越大(即物體排開液

體的體積越大)，液體的密度越大，物體所受的浮力越大。也就是說浮力的大小與物體j彼開

液體的重量是有關的，它們之間有什么數(shù)量關系呢？

制定方案與設計實驗：

［學生討論］:經(jīng)過討論，設計出實驗的方案。教師評價。

思考交流：浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用彈簧測力

計測出。物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出。

實驗探究：探究浮力的大小與排開液體的重力的關系

1.實驗器材：彈簧測力計、石塊、燒杯、小桶、水。

思考問題：如何測出石塊排開的水所受的重力呢？

(1)溢水杯中的水應為多少？

(2)先測空桶的重力呢，還是先測桶和排開水的總重力呢？

小組討論，匯報方案，教師點評。學生分組實驗，把數(shù)據(jù)記錄在表格中。

2.實驗步驟

(1)如下圖，測出石塊所受的重力G和小桶所受的重力G

(2)將溢水杯中注滿水，把石塊浸入溢水杯中，讓排出的水全部流人小桶中，讀出此時彈簧測力

計的示數(shù)F,同時用小桶收集物體排開的水。

(3)用彈簧測力計測出小桶和水的總重力Gs，那么排開水的重力G?=G,S-GM

(4)根據(jù)F浮=G-F算出浮力，與G"比擬大小

3.實驗數(shù)據(jù)記錄表格

石塊重小桶重石塊浸沒在水中時彈小桶和水的總重浮力的大小排開水所受的重力

G/NGM/N簧測力計的示數(shù)F/NG.&/NFs/NGtt/N

4.分析與討論：

運用比擬的方法，通過比擬F；?和得出結論。

結論：浸在液體中的物體受到向上的浮力F汴的大小等于被它排開的液體所受的重力G

這個結論叫做阿基米德原理。用公式表示為：F浮=G,r

［講述］:上述結論是阿基米德早在兩千多年前就已發(fā)現(xiàn)，稱為阿基米德原理。實驗證

明，這個結論對氣體同樣適用。例如空氣對氣球的浮力大小就等于被氣球排開的空氣所受

到的重力。

設計說明：阿基米德原理的得出采取將“物體所受的浮力大小”與“排開水的重力"兩個

物理量分開測量的方法是為了簡化實驗步驟，將實驗難點分散。

特別提醒：對阿基米德原理的說明：

(1)阿基米德原理的表達式：F朽G排

(2)物體浸在液體中有兩種可能：

物體排開液體的體積(V?)

等于物體浸入液體中的那局部的體積：

①全部浸入V?=V物

②局部浸入V撥VV材

⑶由F浮=G排G排-m排g可得F浮=G排-m撲g

⑷由F、浮=m排g加排=P液V排可得F浮~P液gV排

(5)阿基米德原理也試用于氣體F浮-G排氣產(chǎn)浮=111排8F浮—0氣gV排氣V排氣=V物

(6)浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關，與其他任何因素都無關。

浮力的大小與物體全部進入液體后的深度無關。

三、課堂小結

1.阿基米德原理的內(nèi)容及相關因素；

2.求浮力的方法——彈簧測力計法(稱量法)，阿基米德原理法(公式法)。

四、布置作業(yè)

第三節(jié)物體的沉浮條件及應用

?教學目標

1.知識與技能

(1)知道物體的浮沉條件；

(2)知道浮力的應用

2.過程與方法：

(1)通過觀察、分析、了解輪船是怎樣浮在水面的；

(2)通過收集、交流關于浮力應用的資料，了解浮力應用的社會價值。

3.情感態(tài)度與價值觀

(1)初步認識科學技術對社會開展的影響。

(2)初步建立應用科學知識的意識。

?教學重點：知道輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。

?教學難點：理解改變物體所受的重力與浮力的關系，能增大可利用的浮力。

?教學儀器：燒杯、水、體積相同的蠟塊和鐵塊、兩個鐵罐子、沙子、潛水艇模型、熱氣球模型。

?教學流程：

(-)新課引入

［演示］:1.出示鐵塊和蠟塊讓學生觀察發(fā)現(xiàn)它們體積相等。2.將體積相同的鐵塊和蠟塊同

時浸沒在水中后松手。

［現(xiàn)象］:鐵塊沉入杯底而蠟塊上浮最終浮在水面。

［提問］:1.浸沒在水中的鐵塊、蠟塊(松手后)各受到什么力？(浮力、重力)

2.鐵塊和蠟塊受到的浮力相等嗎？(相等。因為V"相等，根據(jù)阿基米德原理可知浮力相等。)

3.既然鐵塊和蠟塊受到的F；?相同，為什么松手后鐵塊沉底而蠟塊上浮？

液體中，物體的浮沉取決于什么呢？

［講解］:物體的浮沉條件：

分析蠟塊：松手后，浸沒在水中的蠟塊所受到的F滓〉GM，所以蠟塊上浮。當蠟塊逐漸露出

水面，Vw減小，浮力減小，當F7=G的時，蠟塊最終漂浮在水面。即：F浮〉G.上浮，最終漂浮。

分析鐵塊：松手后，浸沒在水中的鐵塊所受到的F浮＜G快，鐵塊下沉。到達容器底部后，鐵

塊受到F浮、G佚和F支，三力平衡，靜止在容器底，我們說鐵塊沉底。即：F洋＜G的下沉，最終沉

底。

假設一個物體浸沒在水中，松手后F；*=G物，受力平衡，物體的運動狀態(tài)不變，我們說物體

懸浮在液體中。即：F泳=G的，最終懸浮。

總結：通過上述分析，我們知道浸在液體中物體的浮沉取決于物體所受F浮與G",的關系。

（二〕進行新課

1.討論：

（1）木材能漂浮在水面，其原因是什么？

（2）把一根木頭挖成空心，做成獨木舟后，其重力怎么變化？它可載貨物的多少怎么變化？

重力變小，可以裝載的貨物變多。

［指出］:從浮力的角度看，把物體做成空心的方法，增大了可利用的浮力，而且這種古老的

“空心”方法，可以增大漂浮物體可利用的浮力。

［質(zhì)疑］:密度比水大的下沉的物體有沒有方法讓它上浮或漂浮呢？

2.實驗：

兩個外形相同的鐵罐子，一個空心，一個裝滿沙；同時按入水中，松手后實心的下沉，空心

的上浮最終漂浮。

［質(zhì)疑］：（1）鐵的密度大于水的密度，空心的鐵罐子為什么能漂浮呢？可能是因為什么呢？

（因為它是空心的，F(xiàn)/>G的，所以能上浮，最終能漂浮。）

（2）要想讓實心的鐵罐子也漂浮，可以怎么辦呢？（把沙取出來，變成空心的。）

（3）大家的想法是如何調(diào)節(jié)的鐵罐子的浮沉的呢？（F并不變，挖空使G物變小，當F浮〉G

物，鐵罐子自然就浮起來了。）

［指出］:上述實驗告訴我們采用“空心”的方法，不僅可以增大漂浮物體可利用的浮力，還

可以使下沉的物體變得上浮或漂浮。

3.應用

?輪船

（1）原理：采用把物體做成“空心”的方法來增大浮力，使浮力等于船和貨物的總重來實現(xiàn)漂

浮。

（2）排水量：滿載時，船排開的水的質(zhì)量。即：排水量

［質(zhì)疑］:1.輪船從河水駛?cè)牒＠?，它的重力變不變？它受到的浮力變大、變小還是不變？

（不變，始終漂?。?/p>

2.它排開的液體的質(zhì)量變不變？（不變）

3.它排開的液體的體積變不變？（變，P源木〉P木，所以V.木<Vt林）

4.它是沉下一些，還是浮起一些？（V#變小了，所以上浮一些）

［強調(diào)］:同一條船在河里和海里時，所受浮力相同，但它排開的河水和海水的體積不同。因

此，它的吃水深度不同。

?潛水艇

［演示

潛水艇能潛入水下航行，進行偵查和襲擊，是一種很重要的軍事艦艇。它是怎么工作的呢？

我們用打吊瓶用的小塑料管來模擬潛水艇。請同學們利用和塑料管連接的細管給塑料管吹氣或吸

氣。

現(xiàn)象：吸氣時.，水逐漸進入管中，管子下沉；吹氣時，管中的水被排出，管子上??；

［質(zhì)疑］:（1）小塑料管浸沒在水中所受F浮是否變化？（塑料管形變很小，Vw根本不變，

所以可以認為F浮不變）。

（2）那它是怎樣上浮或下沉的呢？

（吹氣時，水從管子中排出，重力變小，F(xiàn)浮〉G物，所以上浮；吸氣時，水進入管子，重力

變大