五、浮力优秀教学设计

第十章

浮力

“浮力”是流体静力学中应用性较强的基础知识之一.本章是在学过力、二力平衡、二力合成、密度和液体内部压强的基础上研究浮力的.学生从已有的生活经验已经熟悉漂浮的物体受到浮力，因此教学时只需用一句话点明学生已知的事实后，直接引导学生思考下沉的物体是否也受到浮力.通过教师引导，得出一切浸入液体中的物体都要受到浮力的结论.既然一切物体都受浮力，为什么有的物体要下沉，有的物体要上浮呢？浮力的大小和什么因素有关呢？很自然地要去探究浮力的大小等于什么.教学中这样的安排会调动学生始终怀着一种积极的兴趣去探究、讨论，有利于最终教学目标的实现. 本章共有3节：

1.第1节为“浮力”，本节可分为三个教学板块：①通过观察实验现象得出凡是浸在液体中的物体都受浮力；②用实验“称重法”测量浮力大小；③通过理性探究了解产生浮力的原因.整个教学过程也是在不断探究的过程中进行，让学生通过实验亲身体验，充分思考、讨论，在探究中学习. 2.第2节为“阿基米德原理”，本节可分为两个课时：第1课时为“阿基米德原理”，通过实验探究和理性探究推导得出阿基米德原理；第2课时为“阿基米德原理的应用”，应用阿基米德原理进行计算求浮力等问题.在探究过程中可结合阿基米德的故事和探究活动，激发学生勇于探求科学真理的热情，体验科学探究的乐趣. 3.第3节为“物体的浮沉条件及应用”，本节可分为两个课时，第1课时为“物体的浮沉条件”，这部分内容可分为三个教学板块：①观察鸡蛋的浮沉，认识上浮、下沉、悬浮、漂浮四种现象；②从重力、浮力的大小关系的角度分析物体的浮沉条件；③从物体密度和液体密度的角度分析物体的浮沉条件.第2课时为“浮力的应用”，引导学生了解轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.

【教学目标】

1.在知识与技能方面：认识浮力，了解浮力产生的原因，了解浮力的大小与

什么因素有关；知道阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力的大小；理解浮沉条件，利用浮沉条件解释轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理. 2.在过程与方法方面：通过观察，认识浮力的存在，学会用弹簧测力计测量浮力.经历推理过程，了解浮力产生的原因；经历实验探究过程，了解浮力大小与哪些因素有关，理解阿基米德原理；经历探究浮沉条件的过程，了解浮力应用的社会价值. 3.在情感态度与价值观方面：让学生在实验探究的过程中，感受获取知识的科学方法，同时培养学生严谨的科学态度，认识科学技术对人类社会的发展作用，领会科学技术是第一生产力，激发学生学习物理的兴趣. 【教学重点】

理解浮力的大小与什么因素有关；理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力的大小. 【教学难点】

理解浮力产生的原因，理解浮沉条件，利用浮沉条件解释轮船、潜水艇、热气球、飞艇的工作原理. 第1节

浮力

【教学目标】

一、知识与技能

1.知道浮力的概念、产生原因及浮力的方向. 2.知道漂浮在液面上的物体和浸没在液体中的物体都受到浮力作用，会用称重法计算浮力. 3.知道大气对浸没在其中的物体也有浮力作用. 二、过程与方法

1.通过实验观察，了解浮力是怎样产生的. 2.经历探索浮力大小的过程. 三、情感、态度与价值观

1.培养学生乐于探索生活中物理知识的兴趣. 2.初步建立应用科学的意识.

【教学重点】

浮力产生的原因、浮力的方向. 【教学难点】

用称重法计算浮力. 【教具准备】

多媒体课件、饮料瓶、水、大烧杯、弹簧测力计、细线、铅块、盐水等. 【教学课时】

1课时

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固. 【新课引入】

师

同学们，我们经常看到节日放飞的氢气球会浮在空中；人游泳时可以漂浮在水面上；鸭子、轮船能漂浮在水面上；潜水艇可以在水中自由地上升和下潜等事例，你们思考过它们为什么能这样呢？

生：因为它们受到了浮力. 师

物体在哪些情况下会受到浮力呢？请大家自己举例子说说. 学生踊跃发言：还可以发现，不仅浸在液体中的物体会受到浮力，浸在气体中的物体也会受到气体对它的浮力. 师

同学们，你们想知道关于浮力的哪些知识呢？

学生展开想象，分组交流、讨论，各抒己见，提出一系列问题. 生1：什么是浮力？它有方向吗？

生2：漂浮的物体受到浮力，那么下沉的物体会受到浮力吗？

生3：如何计算浮力的大小？……

师

大家先不要着急，我们下面就来探究浮力产生的原因. 【进行新课】

知识点1

浮力的产生和方向

1.探究一：什么是浮力，它有方向吗？

教师演示：

①出示一个很深的量筒，将一个乒乓球放进去.（教师提问：谁有办法不把量筒倒过来，就能把乒乓球取出来？）

②左手拿一个乒乓球，松手，让学生注意观察它的运动状态；再用左手拿着乒乓球，右手放在乒乓球下方，松开左手时乒乓球还会下落吗？为什么？

③展示加水后量筒中的乒乓球和右手中的乒乓球，让学生进行对比.教师鼓励学生观察、对比、思考回答. 学生实验：利用桌面上的学具，将软木塞放入水中并逐渐压入水底，然后放手. 学生体会：手受到竖直向上的托力；同时观察到放手后，软木塞立即上升，最终漂浮在水面上静止不动. 学生结论：乒乓球受到竖直向上的类似于人右手对乒乓球的支持力. 板书：1.浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上的托力，叫做浮力. 2.浮力的方向：竖直向上. 2.探究二：浮力产生的原因. 师

下面我们以浸在水中的正方体物块为例进行探究，分析比较浸在水中的正方体的六个面分别受到水的压强和压力.

教师总结并得出结论：

板书：浮力是由于液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的，因此浮力的方向总是竖直向上的，与重力方向相反. 3.探究三：两种特殊情况下的浮力大小

教师用多媒体播放课件“两种特殊情况下的浮力大小”.

两种特殊情况下的浮力大小（多媒体课件）

根据浮力产生的原因，我们应了解两种特殊情况下的浮力. （1）当物体部分浸入液体中时，如图甲所示，上表面受到的向下的液体压力为零，则F浮=F向上. （2）若浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触，如图乙所示，则液体对物体向上的压力F向上为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力，物体被紧紧地压在容器底部.

例题1 （用多媒体展示）下列关于浮力的说法正确的是（

）

A.木块浮在水面上，铁块沉入水底，所以木块受到浮力，铁块没有受到浮力

B.只有浸入水中的物体才受到浮力，浮在水面或沉入水底的物体不受浮力

C.空中飞行的篮球最终落回地面，因此篮球飞行时不受浮力

D.游泳时，感觉身体轻飘飘的，那是受到浮力作用的结果

解析：浸在液体或气体（空气）中的物体，无论是漂浮在液面，还是浸没在液体中，沉入液体底部，都会受到浮力（物体底部与液体底完全紧密结合的情景除外，通常不考虑这种情况）.至于飞行的篮球最终落回地面，那是因为所受重力大于空气对它的浮力的结果. 答案：D 知识点2

用称重法测浮力、浮力大小的影响因素

1.

用称重法测浮力

师

大家想想如何利用弹簧测力计来测量浮力呢？

学生交流、讨论，提出实验方案：把物体挂在弹簧测力计下，读出物体在空气中的重量F1，再将物体浸入水中，读出测力计的示数F2，则浮力=F1-F2. 教师鼓励学生，并演示实验. 教师总结：这种利用弹簧测力计测浮力的方法叫称重法，它是通过等效转换的思想来测出浮力的.

板书：称重法测浮力：F浮=F1-F2（或F浮=G-F2）

例题2（用多媒体展示）一个重7N的石块，挂在弹簧测力计上，将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是4.3N，则石块受到的浮力是

N，浮力方向是

. 解析：石块浸在水中时，对石块进行受力分析，受到弹簧测力计向上的拉力F1、水对它的浮力F浮、向下的重力G，石块处于平衡状态，因此，有F1+F浮=G，则浮力F浮=G-F1=7N-4.3N=2.7N，浮力方向竖直向上. 答案：2.7

竖直向上

2.浮力大小的影响因素

师

下面我们来进行一个造船比赛：用大小相同的橡皮泥做船，用砂石作货物，看一看，谁做的船装载的货物多？并思考：浮力的大小可能跟什么因素有关？

（1）快乐游戏：造“船”比赛.（学生分组用一块大小相同的橡皮泥设计造船，并观察、交流船的差异）

（2）快乐体验：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. （3）快乐体验：将同一只橡皮泥小船放入相同体积的水和盐水中（要求盐水密度比水大得多），学生观察，小船浸入液体中的深度. 学生猜想：浮力可能与液体的密度、浸入液体的深度、物体排开液体的体积、物体的密度、物体的形状等因素有关. 教师引导学生分组探索：

（1）利用测力计探究浮力与液体密度的关系；

（2）利用测力计探究浮力与深度的关系；

（3）利用测力计探究浮力与物体排开液体体积的关系；

（4）利用测力计探究浮力与物体密度的关系；

（5）利用测力计、橡皮泥探究浮力与物体形状的关系. 各小组根据所研究的课题，设计实验，教师指导完善，引导学生设计记录实验数据表格，并进行探究实验. 参考示例：（多媒体课件）

实验1：探究浮力的大小与液体密度的关系

控制变量：物体浸在液体中的体积（物体排开液体的体积）相同，同一物体. 图示：

现象：乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同. 分析：根据F浮=G-F拉，物体在水中和酒精中所受浮力不同，说明物体受到的浮力与液体的密度有关. 实验2：探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系. 控制变量：液体的密度相同，同一物体.图示：

现象：两种情况下弹簧测力计的示数不同. 分析：根据F浮=G-F拉，两种情况所受浮力不同，说明物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关. 实验3：探究浮力的大小与物体的密度的关系. 控制变量：物体的体积相同，浸没在液体中的体积相同，液体的密度相同. 图示：

现象：两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同. 分析：物体所受的浮力与物体的密度无关. （其它探究可仿照示例进行.）

教师引导学生分析实验数据，归纳总结，得出结论. 板书：浸在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、质量、体积、物体的形状等无关.

例题3（用多媒体展示）如图是小宇和他的同伴利用水和盐水等器材来研究浮力的实验过程,请根据图中提供的信息回答下列问题:

（1）本实验是研究浮力的大小与

的关系. （2）实验可测出物体在水中所受浮力大小为

N,在盐水中受到的浮力是

N. （3）可以得出的结论是

. 答案：（1）液体密度

（2）1

1.2

（3）在其它条件相同的情况下，液体的密度越大，物体所受的浮力越大

【教师结束语】

通过这节课的学习，我们知道了浮力产生的原因，知道了浮力的方向是竖直向上.还知道浸在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、质量、体积、物体的形状等无关，我们还学会用称重法测浮力.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时对应练习.

1.在引导学生探究浮力的产生时，将一个乒乓球放在量筒中，另一个乒乓球放在手中，这样进行对比，让学生形成直观感觉，对浮力进行较实际的探究，让学生参与实验，发挥学生的主体作用，使学生更容易领会浮力. 2.在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中，让学生从现有的知识水平出发，通过“造船”比赛和把饮料瓶压入水中的体验，放手让学生去猜想、思考，充分发挥学生的创造性思维，鼓励学生大胆猜测可能影响浮力大小的因素.教师为了便于引导学生探究，合理安排实验，对猜想的因素进行归类，分成各个独立的可能因素让各个小组进行探究.通过学生团队间的协作方式，进行合理的方案设

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交流讨论、质疑和完善.教师最后进行归纳，得出结论，这样既节约了时间，同时又锻炼了学生动手实验的能力.