资源简介

10.1浮力
【学习目标】
1．知道什么是浮力以及浮力的方向。
2．能认识浮力产生的原因，会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。
3．通过实验探究，认识物体所受到的浮力的大小跟它浸入液体中的体积有关，跟液体密度有关。
4．尝试应用平衡力和液体压强的相关规律去解释生活中的浮力问题，有初步的分析概括能力。
【教学重难点】
重点：浮力的存在、称重法测浮力的大小。
难点：称重法测浮力的大小。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
故事引入：相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏居然没有沉下去，而是个个都浮在水面，统帅认为这是神灵保佑他们，就把俘虏释放了。
为什么士兵会漂浮在死海上？
新课讲授：
探究点一、浮力
活动1：思考与讨论：海洋中巨大的冰山能在水上漂浮，游船、鸭子能在水面游弋。是什么力量把它们托起来的？
冰山、游船、鸭子都受到重力的作用，但却没有因此而沉入水底，这表明水对它们有一个向上托起的力。
浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力（buoyancy force）。
符号：F浮
单位：牛（N）
浮力的方向：竖直向上
浮力的施力物体：液体
活动2：思考与讨论：漂浮在水面的物体要受到浮力（如木块、乒乓球），那么浸没（物体完全处在液面下方）在水中的物体（如铝块）是不是也受到浮力的作用呢？
活动3：实验：测量铝块浸没水中所受的浮力
学生之间相互交流、讨论，学生展示方案，教师点评后，依据图示演示、讲解并记录：
分析：物块受到几个力的作用？各力的方向如何？这几个力的关系如何？两次弹簧测力计的读数之差说明了什么？
小结：石块在水中静止不动说明石块所受的重力＝石块受到的拉力大小＋石块在水中受到的浮力大小。所以，浮力大小＝石块重力－石块在水中时弹簧测力计的读数。物理学中把这种测浮力大小的方法，叫作称重法。
得出结论：一切浸在液体中的物体都会受到液体对它向上的浮力。浮力的大小F浮＝G－F示。
注意：在液体中，无论物体上浮还是下沉，形状规则还是不规则，运动还是静止，浸在哪种液体中都会受到浮力的作用。
活动4：思考与讨论：提出问题：为什么浸在液体中的物体会受到浮力的作用？
引导提示：利用液体压强的知识分析浮力产生的原因。上、下表面受到压力的施力物体是什么？方向如何？压力差的作用效果体现在哪里？方向又是如何呢？
学生讨论交流，归纳：由于液体的同一深度向各个方向的压强都相等，所以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。这样立方体侧面所受液体的压力的合力为零。但是，上、下表面所处的深度不同，上表面受到的压力小；下表面受到的压力大(如图所示)。于是，就产生了竖直向上的压力差。立方体在竖直方向上，受到液体竖直向上的压力差就是浮力。
归纳总结，得出利用压力差求浮力的方法：F浮＝F合＝F向上－F向下。
结论：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。
活动5：思考与讨论：大桥的下面有许多的桥墩，这些桥墩是否受到浮力的作用呢？
探究点二、决定浮力大小的因素
活动1：思考与讨论：这些物体受到的浮力大小相同吗，浮力的大小和哪些因素有关呢？
活动2：实验：探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验猜想：
猜想1：浮力可能与物体浸入液体的深度有关
猜想2：浮力可能与物体的体积猜想有关
猜想3：浮力可能与液体的密度有关
其它猜想：…… …… …… ……
注意：对于多因素（多变量）的问题，常常可以采用控制变量的办法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决。
活动3：检验猜想
1．探究浮力与物体浸没后的深度的关系
进行实验：
(1)把物体浸没在水中，观察弹簧测力计的读数F1。
测力计的读数F1=2 N
(2)改变物体在水中深度，再观察弹簧测力计的读数F2。
测力计的读数F2=2 N
(3)比较两次的读数F1和F2。
结论：浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。
2．探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系
进行实验：
1．把同一物体浸入相同的液体中。
2．两个弹簧测力计的读数一样吗？
分别是多少？
3．容器中的液体的液面发生什么样的变化？
4．实验说明了什么问题？
实验结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
3．探究浮力与液体密度的关系
进行实验：
(1)把鸡蛋放入清水中，观察现象。
在清水中，鸡蛋下沉。
(2)在清水中加盐，增大水的密度，再观察现象。
盐水的密度增大，鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。
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。
物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
活动4：反思与评估：
使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想？
使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想？
课堂练习：
1．一长方体物块浸没在水中，已知下表面受到水的压力为，上表面受到水的压力是，则物体受到的浮力为　　
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】物体受到的浮力。
故选：。
2．关于浮力，下列说法中正确的是　　
A．浮力的施力物体只能是液体
B．浮力的方向不一定总是竖直向上
C．正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D．只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【答案】C
【解析】．物体浸在空气中也会受到浮力的作用，故错误；
．浮力方向是竖直向上的，故错误；
．浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力，即受浮力作用，漂浮的物体受浮力，下沉的物体也受浮力，故正确，错误。
故选：。
3．将一去盖、去底的空塑料瓶倒置，把乒乓球放入瓶内并迅速倒入适量水，如图所示，虽有少量水流出，但乒乓球在水下保持静止。用手堵住瓶口后，乒乓球就会浮上来。关于这一现象下列分析正确的是　　
A．静止时，球受到的浮力与重力平衡
B．静止时，水对球有向下的压强
C．上浮时，水对球的压强保持不变
D．露出水面前，球受到的浮力逐渐变大
【答案】B
【解析】
．静止时，球的上表面受到水向下的压强，而下表面不会受到水向上的压强的作用，所以不会产生浮力，故错误，正确；
．上浮时，球的深度变小，根据水对球的压强减小，故错误；
．露出水面前，水的密度不变，排开的水的体积不变，根据阿基米德原理可知，球受到的浮力不变，故错误。
故选：。
4．小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”，是实心圆柱体，用弹簧测力计提着物体缓慢浸入水中。他根据数据作出的弹簧测力计示数与物体下表面浸入水中的深度的关系图象如图乙，下列几种说法中，错误的是　　
A．当物体浸没时受到的浮力为
B．圆柱体的高为
C．该物体的密度为
D．浮力的大小与成正比
【答案】D
【解析】
．由图示图像可知，物体没有浸入液体时测力计示数为，则物体重力：，物体完全浸没在水中时受到的浮力：，故正确；
．由图示图像可知，圆柱体的高为，故正确；
．由可知，物体的体积：，
由可知，物体的质量：，
物体的密度：，故正确；
．由图示图像可知，物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比，物体完全浸入液体后受到的浮力不变，故错误。
故选：。
5．图示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验，其中是塑料块，是金属块，它们的重力和体积均不相等。根据图示中实验结果，一定能得出浮力的大小与以下哪个量有关　　
A．物体浸在液体中的深度 B．物体浸在液体中的体积
C．液体的密度 D．物体的密度
【答案】B
【解析】．比较乙、丙两图知，都是物体，重力和体积都相同，物体浸没在水中，排开水的体积相同，弹簧测力计的示数相同，浮力相同，说明浮力与物体浸在液体中的深度无关，故不符合题意；
．比较甲、乙两图知，都是物体，重力和体积都相同，物体排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不相同，浮力不相同，说明浮力与物体浸在液体中的体积有关，故符合题意；
．要探究浮力大小与液体的密度是否有关，需要控制物体排开液体的体积相同，改变液体的密度，由图知乙、丙排开液体的体积相同，但液体的密度液相同，不能探究浮力大小与液体的密度是否有关，甲乙丙与丁的液体密度不同，但排开液体的体积也不相同，不能浮力大小与液体的密度是否有关，故不符合题意；
．要探究浮力大小与物体的密度是否有关，需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同，改变物体的密度，但由于、物体的体积不同，不能控制物体排开液体的体积相同，不能探究浮力大小与物体的密度是否有关，故不符合题意。
故选：。
课堂小结：
1．浮力：浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。
方向：竖直向上；施力物：液体或气体
2．称重法测浮力：F浮=G-F示
3．浮力产生的原因是液体对物体向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是浮力。
4．决定浮力大小的因素：与浸在液体中的体积有关，与液体的密度有关。浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，受的浮力就越大。与浸没的深度、物体的形状、物体的密度无关。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
10.1浮力
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弹。
(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。
【课后反思】
回顾本节课的教学，很多教学目标都较好地达到了，学生能够知道各种物体在水中都受到水的浮力，培养了学生发现问题的能力；很多同学受到了验证实验结论的熏陶，部分同学具有了对实验结论进行验证的意识，学生思维的严密性得到发展。叫人高兴的是，学生对实验研究的兴趣得到了加强，学生的想象力和创造力得到了发展，使学生更加关注身边的事物的发展变化，应用知识的能力也得到了一定的提高。但是本堂课的教学还没能做到关注全体学生的思维发展状态，对学生思维发展的训练还不够全面。

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