【大单元核心素养】人教版物理八年级下册10.1《浮力》课件+教案+大单元教学设计

第十章  浮力10.1 浮力科学探究:能设计并进行实验，能够对实验数据进行分析和处理，得出实验结论，培养实验操作与数据分析能力。物理观念:深入理解浮力的概念，明确浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力，掌握阿基米德原理的内容，建立浮力与排开液体重力之间的定量关系，能用阿基米德原理解释生活中的浮力现象。科学思维:通过对阿基米德原理的探究和推导过程，培养学生的逻辑推理能力和科学论证水平。能够运用阿基米德原理解决实际问题，提高学生运用物理知识解决问题的能力，鼓励学生对浮力相关问题进行思考和创新，培养学生的创新思维。科学态度与责任:培养学生对物理现象的好奇心和探究欲望，激发学生学习物理的兴趣，让学生在实验探究过程中养成合作交流、严谨求实的科学态度，培养学生尊重实验数据实事求是的科学精神。1.认识浮力，知道浮力的方向是竖直向上的；2.认识浮力产生的原因，会用弹簧测力计测量浮力的大小；3.经历浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识浮力的大小跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。重点难点重点难点新知导入鸭子、轮船漂在水面上，人们在死海里看书，热气球载着重物飞上高空等。同学们猜想这里面可能蕴含着什么知识呢？观察思考鸭子浮在水面轮船浮在水面人浮在死海看书热气球载着重物飞上高空新知导入鸭子浮在水面轮船浮在水面人浮在死海看书热气球载着重物飞上高空G?F浮G?F浮G?F浮G?F浮浮力新知讲解演示一个装足够水的水槽，用手将一个乒乓球压入水中，然后放手。现象乒乓球从水中浮起。新知讲解GF浮浸在液体中的物体受到液体向上的力，这个向上的力叫浮力浮力的方向：竖直向上浮力的施力物体：液体或气体归纳新知讲解 例1：如图甲所示，在一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋．然后将容器放在斜面上，如图乙所示，图乙中画出了几个力的方向。你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　）A．F1的方向 B．F2的方向 C．F3的方向 D．F4的方向【答案】C【解析】浮力方向竖直向上。故选C。新知讲解测量铝块浸没水中所受的浮力新知讲解测量铝块浸没水中所受的浮力1.在弹簧测力计下悬挂一个铝块，读出弹簧测力计的读数，即测出铝块所受重力。 2.把铝块浸没在水中，观察弹簧测力计的示数有什么变化。 新知讲解测量铝块浸没水中所受的浮力GF1GF示F浮F1 = GG = F浮 + F示 弹簧测力计的示数减小，说明水对物体产生了一个向上的托力，这个托力就是浮力。新知讲解 例2：把一个物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数为5N，当把物体完全浸没在水中且未沉底，弹簧测力计的示数减少了2N，此时的浮力为 N，弹簧测力计示数为 N。【答案】 2 3【详解】[1][2]当把该物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数减少了2N，则此时弹簧测力计的示数为F示＝5N﹣2N＝3N由称重法可得，物体受到的浮力F浮=G-F示=5N-3N=2N新知讲解演示如图所示，将容器的两端蒙上橡皮膜，当水平进入水中时，观察左右两个橡皮膜的凹陷程度；当在水中竖直放置是，观察上下两个橡皮膜的凹陷程度。新知讲解F向下 F向上 分析 浸没在液体中并静止的立方体侧面每个位置上受到的液体压力，都会有正对的侧面上同一深度处受到的压力与之抵消。上表面受到的压力小，下表面受到的压力大。于是，就产生了竖直向上的压力差。方体在竖直方向上，受到液体竖直向上的压力差就是浮力。新知讲解总结 浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。利用浮力产生的原因可以计算浮力新知讲解 例3：如图所示，A、B是自由移动的物体。C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则 受浮力， 不受浮力。（填“A”“B”“C”“D”）【答案】 ABC D【详解】[1][2]由图可知，水对B、C物体上、下表面产生了压力差，故B、C受浮力的作用；A物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对A物体上、下表面产生了向上的压力差，故A物体一定受浮力的作用；D物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对D物体上、下表面没有产生向上的压力差，故D物体一定不受浮力的作用。故选 D。新知讲解归纳计算浮力的方法新知讲解 例4：如图所示，将物块A用细线悬挂着浸没于水中时，物块A下表面受到水的压强 帕。若物块A重为5牛，浸没时受到绳对它的拉力为1牛，则物块A所受浮力的大小为 牛，方向为 。【答案】 5000 4 竖直向上【详解】[1]由图可知，物块下表面所在的深度为h=0.7m-0.2m=0.5m物块下表面所受的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa[2][3]浮力的方向总是竖直向上的。物块在水中静止，受到绳子竖直向上的拉力F拉、竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，三力平衡，所以浮力大小为F浮=G-F拉=5N-1N=4N新知讲解 例5：如图所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力40N，半球受到水施加的浮力为80N，则半球受到水的压力大小为 N，方向 。【答案】 120 竖直向上【详解】[1][2]由可得，半球受到的水竖直向上的压力新知讲解演示把空饮料罐用手按入水桶，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？分析一下，浮力大小和什么因素有关？提出问题猜 想可能跟……有关。新知讲解人在水中会下沉人在死海中却能漂浮于水面浮力的大小跟液体的密度有关？ 猜 想新知讲解浮力的大小跟浸入水中的深度有关？ 浮力的大小跟浸在水中的体积有关？ 人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力大猜 想新知讲解浮力的大小跟浸在液体中的固体的密度有关？ 浮力的大小跟液体的密度有关？ 浮力的大小跟浸入液体中的深度有关？ 浮力的大小跟浸在液体中的体积有关？ ……猜 想新知讲解液体的密度浸在液体中的固体的密度浸在液体中的体积物体浸入液体的深度控制变量改变量控制变量法浸没F浮 = G - F探究浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关新知讲解探究浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关弹簧测力计的读数保持不变浮力的大小不变浮力的大小跟物体在液体中浸没的深度无关实验结论新知讲解探究浮力的大小跟浸在液体中的体积是否有关液体的密度浸在液体中的固体的密度物体浸在液体中的体积改变量控制变量控制变量法新知讲解探究浮力的大小跟浸在液体中的体积是否有关浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关弹簧测力计的读数一直减小浮力一直增大实验结论2.把一个柱状固体竖直悬挂在弹簧测力计下，当物体浸在液体中的体积逐渐增大时，观察弹簧测力计的读数是否变化？若有变化，它是增大的还是减小的？新知讲解探究浮力的大小跟物体的密度是否有关液体的密度浸在液体中的固体的密度物体浸在液体中的体积改变量控制变量控制变量法新知讲解探究浮力的大小跟物体的密度是否有关3.准备体积相同的铜块和铝块，再分别悬挂在弹簧测力计下先后浸没在同种液体中，观察弹簧测力计的读数变化情况。浮力的大小跟物体的密度无关铜块铝块弹簧测力计的读数变化相同浮力大小相同实验结论新知讲解探究浮力的大小跟液体的密度是否有关清水 浓盐水液体的密度物体浸在液体中的体积控制变量改变量控制变量法新知讲解探究浮力的大小跟液体的密度是否有关4.准备好不同密度的液体，再把悬挂在弹簧测力计下的同一物体先后浸没在这些液体中，观察弹簧测力计的读数是否变化。浮力的大小跟液体的密度有关清水浓盐水弹簧测力计的读数减小浮力增大清水→浓盐水实验结论新知讲解 物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。新知讲解 例6：如图所示是小明同学用铁块“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。1）比较实验甲、 、 可得到结论：当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体所受的浮力也越大；（2）比较实验甲、丁、戊可得到结论： ；（3）比较实验甲、丙、丁可知：物体受到浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 （填写 “有关”与“无关”）；（4）为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图F、G所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小亮认为这个结论不可靠，主要原因是 。新知讲解【答案】 乙 丙 物体受到浮力的大小跟液体密度有关 无关 没有控制排开液体的体积相同【详解】（1）[1][2]由图甲、乙、丙可知，液体都是水，即液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，测力计的示数不同，物体受到的浮力不同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。（2）[3]分析甲、丁、戊两图可知，排开液体的体积相同，液体密度不同，测力计示数不同，浮力不同，即浮力大小跟液体密度有关。（3）[4]分析甲、丙、丁两图实验数据可知，物体浸没在水中的深度不同，弹簧测力计示数相同，则浮力相同，即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。（4）[5]根据控制变量法可知，要研究浮力大小与物体形状的关系，必须保证排开液体的体积和液体的密度不变，小明实验中改变了形状，但没有控制排开水的体积相同，故小亮认为小明的结论不可靠，不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同。课堂练习1、浮力产生的根本原因是（　　）A．浸在液体里的物体没受重力B．浸在液体里的物体受到液体向上的压力C．浸在液体里的物体受到液体向上的压力大于向下的压力D．以上说法都不正确【答案】C【详解】浸没在液体中的物体受到的浮力，是由于液体对物体向上和向下的压力差而产生的，也就是液体对浸在其中物体向上和向下的压力的合力，又由于向上的压力大于向下的压力，所以浮力的方向总是竖直向上；地球附近的物体都受到重力的作用。故选C。课堂练习2、如图所示，在容器中放一个均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓 （选填“受”或“不受”）浮力。【答案】受【详解】由图可知，石鼓中间粗、两端细，浸在水中，因为水有流动性和受到重力作用，所以水对浸在其中的石鼓有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力。课堂练习3、如图所示，将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左 F向右；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上 F向下（前两空选填“大于”“等于”或“小于”），通过以上实验可知，浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有 ，若玻璃圆筒沿竖直方向放置时，上端的橡皮膜受到的压力为6N，下端的橡皮膜受到的压力为18N，则玻璃圆筒受到的浮力为 N。课堂练习【答案】 等于 大于 压力差 12【详解】[1]玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的深度相同，液体压强相同，受力面积相同，故水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力相同。[2]当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的向上的压力大于向下的压力，因为橡皮膜下表面的深度比较深，受到的液体压强比较大，受到的向上的力比较大。[3]通过以上实验可知，浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有压力差，且向上的压力大于向下的压力，故产生向上的浮力。[4]玻璃圆筒受到的浮力为课堂练习4、如图所示，将一铁块用弹簧测力计悬挂起来，并逐渐缓慢浸入水中，下列能正确表示弹簧测力计示数与浸入深度关系的是（　　） A． B． C． D．【答案】C【详解】在铁块逐渐浸入水中的过程中，随着排开液体体积的增大，由阿基米德原理可知浮力也逐渐增大，由F拉=G-F浮，可知，弹簧测力计示数逐渐减小，当铁块完全浸没于水中时，物体排开液体的体积不再发生变化，那么浮力也将不变，弹簧测力计的示数不变，所以测力计的示数先减小后不变，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。课堂练习5、在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，班级的“物理小博士”小明为同学们做了如图所示的一系列实验，实验中所用的铜块与铝块的体积相同。（1）（分析与论证）a.做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系；b.分析 （填序号）三次的实验数据，可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度无关；c.做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物重的关系，得出的结论是：物体受到的浮力大小与物重 （选填“有关”或“无关”）；d.做 （填序号）三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系，得出的结论是在物体排开液体体积相同时， ，物体受到的浮力越大；课堂练习（2）（交流与评估）实验时若先将物体放入水中测拉力，再测物体的重力，则会使浮力的测量结果 。（填“偏大”或“偏小”）【答案】 物体排开液体的体积 ①④⑤ 无关 ①④⑦ 液体密度越大 偏大【详解】（1）a[1]由①③④比较可知：液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，弹簧测力计示数越小，由 可知，物体受到的浮力越大，所以这三步是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。b[2]要探究浮力大小与物体浸入深度的关系，需要保持液体密度和物体排开液体体积相同，所以比较①④⑤可得，浮力大小与物体浸入深度的关系。c[3]比较①②④⑥四次实验可知，铜块受到的重力为9N，铝块受到的重力为2.8N，重力不相等；铜块受到的浮力为 铝块受到的浮力为 浮力相等。所以物体受到的浮力大小与物重无关。d[4][5]要探究浮力的大小与液体密度的关系，应该将物体浸入不同的液体，同时保持物体排开液体的体积相同，所以选择①④⑦，由①④⑦可得，物体排开液体的体积相同，盐水的密度大于水的密度，盐水中弹簧测力计示数较小，由称重法可知，物体在盐水中受到的浮力较大，因此实验结论是：在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。（2）[6]实验时若先将物体放入水中测浮力再测物体的重力，由于物体上沾有部分水，会使物体重力偏大，由 可知，浮力偏大。板书设计1．浮力（1）定义：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫浮力。（2）方向是竖直向上。（3）浮力的大小F浮＝G－F示。（4）浮力产生的原因：浸在液体中的物体的上、下表面受到的液体对它的压力差。F浮＝F合＝F向上－F向下。2．决定浮力大小的因素浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸入在液体中的体积有关，与物体浸没在液体中时所处的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关。物体浸入在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大谢 谢 观 看！