《认识浮力》教案.docx

第五节 浮力
教材分析
浮力这一节内容的学习是在前几节所学知识的基础上综合地应用液体的压强、压力、二力平衡和二力合成等知识来了解浮力产生的原因而展开的。这一节是本章的重点和关键，其中探究影响浮力的大小因素（即阿基米德原理），能为下一单元物体的浮沉，浮力的利用奠定理论基础。浮力知识的另一方面作用：由于浮力知识在工业、农业、国防等各方面都有广泛的应用，如船舶工业、农业上的盐水选种，气象上的探空气球、军事上的潜水艇等等，体现了它的实用性，所以浮力知识对人们的日常生活，生产技术和科学研究有着广泛的现实意义。同时也是理论联系实际的好教材，是中学生走向社会的必备知识。
教学目标
1．知识及技能
了解浮力的产生及其方向。
理解浮力的大小等于什么。
知道浮力的应用。
2．过程及方法
通过观察，了解浮力的产生及方向。
经历探究“阿基米德原理”的过程
通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。
3．情感态度及价值观
初步认识科学技术对社会发展的影响。
初步建立应用科学知识的意识。
教学重点及难点
重点：浮力的概念、探究浮力的大小。
难点：影响浮力大小的因素
课前准备
教师：阿基米德原理演示器，弹簧测力计，空拉罐筒，钩码若干，烧杯，乒乓球，红毛线，水，自制课件
学生：阿基米德原理演示器25组，弹簧测力计25把，水
教学过程
一、引入新课
同学们，从生活中我们知道，鸭子可以浮在水面，节日放飞的气球可以升到空中，潜水艇能潜入水下航行，轮船能在海面上航行，金鱼可以轻盈地在水中上下游动，这些都是一些有关浮力的问题。浮力是怎样产生的？浮力的大小有什么规律？了解这些内容，有利于更好地利用浮力为我们服务。从本节起，我们将一起走进关于“浮力”的知识大殿堂。
首先，老师将了解一下同学们的学习情况。
二、知识准备（课前复习）
1、 二力平衡的条件有哪些？
2、 物体在平衡力作用下的运动状态怎样？
三、进行新课：
（一）什么是浮力？
1、演示实验：放入水中的木块放手后，木块从水里浮上来，最后漂浮在水面。
问：漂浮在水面的木块受几个力的作用？施力物体是什么？力的方向如何？
学生回答后小结：浮在水面的木块受到竖直向下的重力，施力物是地球。还受到竖直向上的浮力，施力物是水。该实验说明漂浮在水面的物体受到了浮力的作用。其方向及重力方向相反，是竖直向上的。同时，根据物体的状态及二力平衡的条件，可以得到F浮= G。
2、演示实验：把石块放入水中，放手后石块在水中下沉，并且一直沉到水底。
问：下沉的石块受浮力作用吗？
教师继续演示：先测出石块在空气中的重力F，然后测出石块浸没在水中的视重F，，比较物重和视重的大小关系。
实验完毕教师引导学生进行分析：浸没在水中的石块处于静止状态，说明此时受到平衡力的作用。一个是竖直向下的重力，施力物体是地球，即物重G；一个是竖直向上的拉力，施力物体是细线，即视重F，；由于视重小于物重，说明还有另一个竖直向上的力，及细线对石块的拉力一起和石块的重力构成一对平衡力。这个力就是浮力，施力物体是水，即F浮。以上实验，说明浸入水中的石块也受到浮力的作用。其方向仍然是竖直向上的。同时，根据物体的状态和平衡力的条件，得到G = F，+F浮，推出F浮= G -F，。
教师总结讲解时，边讲边画出受力分析图。
教师归纳浮力的概念：
浸在液体中的物体受到液体向上的力，叫浮力。浮力的方向总是竖直向上的。
教师用一个小实验验证“浮力的方向是竖直向上的”。
演示实验：找一段较粗的红毛线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部，将水注入大烧杯，直到将乒乓球浸没，观察红毛线被在竖直方向拉直。将大烧杯的一端垫高，发现红毛线仍旧被在竖直方向拉直。此实验说明浮力的方向总是竖直向上。
教师小结：通过实验我们知道，我们可以通过测量重力的方法来计算浮力的大小，这在实验室里是可能实现的。但在生活中这样的办法可行吗？比如，我们要测量漂浮在河流上的轮船受到的浮力，这样的办法显然是不可行的。那有没有其它计算浮力的大小的办法呢？或者说，浮力的大小应该等于什么呢？
（二） 探究：浮力的大小等于什么
1、 提出问题：浮力的大小等于什么
2、 猜想和假设：
为了引导学生正确提出猜想和假设，教师演示实验：
（1）、将装有适量钩码的拉罐筒放在装满水的溢水杯中（保持漂浮状态），有部分水从杯中溢出。
（2）、继续向拉罐筒中添加钩码（保持漂浮状态），又有部分水从杯中溢出。
引导学生观察实验现象，每放下一个砝码，排出的水怎样变化。
教师进行受力分析：浮力和重力始终是一对平衡力，随着总重力增加，浮力也加大，溢出的水也随着增加，如此看来，浮力的大小可能及排开的水的某种因素有关。引导学生根据实验现象进行猜想：
浮力的大小可能及排开的水的……有关。
教师对学生的猜想进行分析，排除错误的猜想，对正确的猜想进行归纳，得出猜想：
浮力的大小可能及排开的水的重力有关。
3、实验准备
（1）、如何求得浮力？（漂浮时：F浮= G；下沉时：F浮= G -F，）
（2）、如何求得排开的水的重力？（G排=G总-G桶）
（3）、需要测定哪些物理量？（漂浮时：物重F，桶重G桶，桶和水的总重G总；下沉时：物重F，视重F，，桶重G桶，桶和水的总重G总。设计一个记录表格）
单位：牛顿（N）

物重G
拉力F，
浮力F浮
桶重G桶
桶和水的总重G总
排出的水的重力G排
1

2

3

结论

（4）、需要些什么器材？（弹簧测力计，溢水杯，水，小桶，配重砝码）
4、学生实验，教师巡回指导。
（1）、展示学生实验数据，分析数据，归纳实验结论：F浮= G排。
（2）、教师用动画演示实验过程，巩固实验成果。
展示阿基米德原理的内容：教材P92。
5、推导阿基米德原理的推论：
教师指出，在上述实验中，如果我们把溢水杯更换成量筒，有没有办法知道排出的水的重力呢？（有）推导：G排=m排g=ρ液V排F，所以，F浮= G排=ρ液gV排。
教师强调：（1）、各物理量的单位。（2）、ρ液是指液体的密度。（3）V排不一定等于V物：当物体部分浸入液体中的时候，V排<V物；当物体全部浸入液体中的时候，V排=V物。（4）、从推论可以看出，浮力的大小不仅及排开的液体的体积有关，还及液体的密度有关。
（三）、课堂小结
1、 浮力：浸在液体中的物体受到的液体向上的力叫做浮力。浮力的方向总是竖直向上的。
2、计算浮力的方法（学生总结，教师归纳）
方 法
适 用 范 围
F浮= G
适用密度比液体密度小的物体，物体漂浮或悬浮时。
F浮= G -F，
适用密度比液体密度大的物体，知道物重和视重时。
F浮= G排=ρ液gV排
适用所有物体，应用最广泛。不仅适用于液体，还适用于气体。
（四）、课堂作业
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