初中物理北师大版八年级下册五、学生实验：探究——影响浮力大小因素教案设计

8.5学生实验：探究—影响浮力大小的因素

教学目标

【知识与能力】

（1）了解生活中的浮力；了解如何用弹簧测力计测量浮力；

（2）理解浮力的产生原因；

（3）初步探究浮力大小和什么因素有关，理解阿基米德原理。

【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，了解浮力是怎样产生的；

（3）通过实验，初步探究决定浮力大小的因素。

【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。

教学重难点

【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】

运用实验和分析的方法得出浮力产生的原因。

课前准备

木筏、帆船、轮船、航空母舰、鸭子、救生圈、热气球、飞艇、潜水艇等图片、弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶、多媒体课件。

教学过程

一、复习旧课

1. 哪位科学家最早测出了大气压的值？1标准大气压的值多大？

2. 大气压与海拔高度的关系是什么？

学生回答：马德堡半球实验证明了大气压的存在，托里拆利实验测出了大气压强的值。托里拆利实验首先测出了大气压强的值为1.01×105 帕，这样大小的气压规定为标准大气压。大气压随高度增加而减小。大气压变化的规律：在海拔3 000 m以内，每上升10 m，大气压大约降低100 Pa。

二、激发学习动机

展示木筏、帆船、轮船、航空母舰、鸭子、救生圈、热气球、飞艇、潜水艇等图片。

轮船为什么能在海面上航行？救生圈、救生衣的作用是什么？人在死海中游泳，为什么漂浮在海面上？孔明灯为什么能升空？木块在水面上漂浮，受到浮力吗？铁块在水中沉底，受到浮力吗 ？

三、讲授新知识

1．演示实验：木块在水中受到浮力

提出问题：铁块在水中会沉底，铁块在水中受浮力吗？

组织学生实验：

结论：铁块在水中也受到浮力。

浮力：

1. 浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力。

2. 符号：F浮

3. 用弹簧测力计测浮力：F浮＝G-F

4. 浮力的方向：竖直向上

5. 浮力的施力物体：液体

6.浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。

浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力。浮力是液体对物体向上和向下的压力差。乒乓球实验实验现象:

将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起；

将瓶下口堵住，乒乓球浮起。

浮力是液体对物体向上和向下的压力差。

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？你能在此基础上提出一个什么样的科学问题？

探究浮力与浸没后深度的关系：实验结论：浮力大小与浸没水后深度无关；

探究浮力与物体排开液体体积的关系：实验结论：

在同一液体中，物体排开液体的体积越大，浮力 越大。

探究浮力与液体密度的关系：实验结论：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。研究浮力的产生及其方向：各组同学分别把实验桌上的不同物品放入烧杯中的水中，观察现象。思考：乒乓球、木块为什么浮在了水上。根据我们学过的二力平衡的知识对其进行受力分析。请同学们自由回答，找学生代表上讲台画出受力分析。从而得出浮力的概念及其方向。教师提出问题：在刚才的实验中，石块、橡皮泥沉入了水底，沉入水底的物体受浮力吗？请你们利用手中的器材验证一下。

 　　探究在水中下沉的物体也受浮力：各组同学分别做实验，教师巡回指导，对不知如何的学生给予点播。

 　　实验做完后学生自由回答：教师总结：在水中下沉的物体也受浮力。并引导学生归纳出测浮力的方法：用弹簧测力计测浮力。物理学中把这种测浮力大小的方法，叫称重法。得到一个求浮力的公式F浮＝G－F液 为什么浸在液体中的物体会受浮力呢？

将饮料瓶慢慢压入水桶，体会浮力的变化，观察水位变化情况，物体浸入液体中的体积变化情况。从中获得启示，进一步想象：浮力的大小可能跟什么因素有关。同学们都知道“死海不死”吧，请你们实验其中的原理。并猜想：浮力的大小可能跟什么因素有关。在做以上的实验时学生可能猜想浮力的大小可能与排开液体的体积、物体的重力、物体的体积、物体的质量、物体的形状、深度、液体的密度等因素有关系。教师引导学生把猜想合并归类，引导各小组认领实验课题。（提醒学生实验时用“控制变量法”）学生分组探究：（1）探究浮力与物体的密度的关系；（2）探究浮力与深度的关系；（3）探究浮力与液体的密度的关系；（4）探究浮力与物体排开液体体积的关系；（5）橡皮泥探究浮力与物体形状的关系。各小组根据要探究的课题，设计实验。设计完毕，组织各小组先讨论设计的实验步骤，进一步修正完善。然后根据修正的步骤探究课题，设计记录实验数据表格并交流，最后得出实验结论。

　　 学生汇报实验过程与结论。教师总结：浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、重力、体积、物体的形状等无关。设计说明：让学生从现有的知识水平出发，通过动手实验，不断的思维，提出可能影响浮力大小的因素。并进行归类，分成各个独立的可能因素让各小组认领课题。通过学生团队间的协作，进行方案设计，并对设计的方案从理论上的正确性、操作上的可行性进行全班交流讨论，思辨、质疑和完善。

　　　学生活动：探究浮力的大小等于什么？学生先看课本自学，不懂的与同学交流、或问老师，然后动手试着做实验进行探究。实验 做完后互相交流实验结论。教师总结：首先对实验中的误差进行分析然后得出结论浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体受到的重力。即：阿基米德原理（F浮＝G排）推导公式：F浮＝G排=m排g=ρ液gV排  （在一次强调浮力与液体的密度、物体排开液体的体积的关系）然后说明阿基米德原理不仅适用于液体也适用于各种气体。

例题：如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则(     )

A．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大

B．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大

C．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大

D．因素太多，无法判断

解析:根据F浮=ρ液gV排，∵浸没，V 相同，∴ V排相同，

∴ F浮相同。

归纳总结：

通过学习，我们学习了以下内容：

1．浮力：浸在液体中的物体受到 液体对物体向上浮的力叫浮力。 

2．称重法（实验法）计算浮力：

用弹簧测力计测浮力：F浮=G－F。

3．定义法（压力差法）计算浮力。

4．阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力， 大小等于它

   排开液体的重力F浮＝G排=m排g=ρ液gV排。

四、运用巩固

1. 浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中不正确的是（    ）

　　A．物体受到的压强增大              

　　B．物体上、下表面受到的压力增大

　　C．物体上、下表面受到的压力差增大  

　　D．物体受到的浮力不变

2． 关于浮力，下列说法中正确的是（       ）

　　A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力

　　B．一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力

　　C．只要下沉的物体就不会受到浮力

　　D．浮力的方向不一定都是向上的

3. 绳子的下端系着一个铁块，当铁 块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（   ）

 A．逐渐变大                 

 B．逐渐变小

C．保持不变                   

 D．变为零

5. 甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为5×103 kg/m3和10×103 kg/m3，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（     ）。

 A．甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1

 B．甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2

  C．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9

 D．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12

五、检查评价

通过本节课学习，你学到了什么?

1．浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力。

2．称重法（实验法）计算浮力：

用弹簧测力计测浮力：F浮=G－F。

3． 定义法（压力差法）计算浮力：                          

4．阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力， 大小等于它排开液体的重力。

每位同学都对自己在本节课学习进行评估。

布置课后作业。

六、间隔性复习

在后面的教学安排中进行此环节。

七、教学反思

本节课各部分内容的讲解：1. 浮力：引导学生观察水中的冰山、鸭子、船等图片，分析漂浮的物体一定受到一个竖直向上的浮力；接着话锋一转，浸没到水中的物体会不会受到浮力的作用？引起学生的注意，然后通过演示实验让学生发现浸没在液体中的物体也受到一个向上的浮力，让学生对浮力有一个深入的认识，同时学习到一种测量浮力的方法。2. 浸没到液体中的物体为什么会受到浮力：利用对浸没在液体中的正方体几个面的压强、压力大小的分析，发现浸在液体中的物体受到的向上的压力大于向下的压力，而这两者的压力差正是物体受到的向上的浮力。3. 决定浮力大小的因素的探究：教材设计通过学生日常生活经验入手提示学生浮力可能与哪些因素有关，特别是物体浸入液体的深度和浸入液体的体积两者如何探究如何控制变量，设计精细，顺序合理、严瑾。