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第十章　浮力
第1节　浮力
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。
过程与方法：
1．通过实验、观察，了解浮力是怎样产生的。
2．经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程，学习使用控制变量法。
情感、态度与价值观：
1．培养严谨的科学态度和协作精神。
2．初步建立应用科学知识的意识。
3．培养学生大胆猜想、在实验过程中勇于创新的精神。
重点：浮力概念的建立。
难点：浮力产生的原因。
多媒体课件、烧杯、水、乒乓球、物块、弹簧测力计、细绳、盐、形状规则的金属块。
一、情景导入
传说大约两千年前，罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷，攻到死海岸边，下令处决俘虏来的奴隶。奴隶们被扔入死海，并没有沉到水里淹死，却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒，再次下令将奴隶们扔到海里，但是奴隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色，认为奴隶们受到神灵保佑，屡淹不死，只好下令将他们全部释放。同学们想知道其中的原因吗？
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；在陆地上搬不动的石块，在水中却可以轻而易举地做到等事例，你思考过出现这种现象的原因吗？
下面我们就带着这些问题开始今天的学习课题——浮力。
二、合作探究
　浮力
1．认识浮力
什么是浮力？前面学过的力都是有方向的，那么浮力有方向吗？
准备一个装满水的烧杯，用手将一个乒乓球压入水中，然后放手，如图所示，观察现象。(现象：乒乓球从水中浮起)
同学们分组交流讨论浮在水面的乒乓球受几个力的作用？施力物体分别是谁？力的方向如何呢？
浸在液体中的物体受到向下、向上的力，向下的力叫做重力，另一个向上的力就是我们今天要学的力——浮力。
2．下沉的物体也受到浮力
漂浮的物体受到浮力，那么在水中下沉的石块、铜块等物体是否也受到浮力作用呢？
如图所示，将一物块(不吸水)，在空气中称量后，慢慢浸没在水中，观察弹簧测力计的示数变化，并记录在表格中。
　　　
物块在空气中所受重力G/N 浸没在水中时的示数F示/N 两者之差(G－F示)/N
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同学们交流讨论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？(物块在水中静止不动说明：G＝F示＋F浮，则F浮＝G－F示。物理学中把这种测浮力大小的方法，叫做称重法)
(1)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。
(2)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。
3．浮力产生的原因
思考：为什么浸在液体中的物体会受到浮力的作用呢？
由于液体内部存在压强，且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。利用压力差求浮力的方法：F浮＝F合＝F向上－F向下。
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。
　决定浮力大小的因素
①展示将不同密度的物体放在水中，有的漂浮，有的下沉，如图甲。
②展示人在水中会下沉，但是在死海中却能漂浮在水面上，如图乙。(死海中水的密度比淡水的密度大)
③展示人在水中越往深处走，浸入水中的体积越大，就越觉得所受的浮力大，如图丙。
　　
浮力的大小可能跟什么因素有关？
由以上事例可以猜想：浮力的大小可能与物体的密度、液体的密度、浸入液体的体积、浸入液体的深度等有关。
实验器材：
弹簧测力计、水、盐水(或其他液体)、烧杯、细绳、形状规则的金属块。
实验过程：
(1)探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关。
　　　　
此时要保证液体的密度不变，对比图中的①②③可知，当物体浸在液体中的体积逐渐增大时，弹簧测力计的示数会减小，说明物体受到的浮力增大。因此可以说明物体所受浮力的大小与浸在液体中的体积有关。
(2)探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关。
此时要保证物体浸入液体的体积和液体的密度不变，对比图中的①③④可知，把弹簧测力计下悬挂的物体浸没在同一种液体中，并分别停在液体的不同深度，弹簧测力计的示数相同，说明物体受到的浮力不变。因此可以说明物体所受浮力的大小与浸没在液体中的深度无关。
(3)探究浮力的大小是否跟液体的密度有关。
此时要保证物体浸入液体的体积和所处的深度相同，对比图中的①④⑤可知，当物体浸在不同液体中时，弹簧测力计所减小的示数不同，说明物体受到的浮力不同。因此可以说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。而与物体浸没在液体中的深度、物体的密度及在液体中是否运动等因素无关。
第1节　浮力
在本节课的教学中，由于学生通过生活经验对浮力知识有了简单的了解，自认为对浮力知识已经理解，但事实上学生只是停留在简单认识的基础上。当分析到浮力产生的原因时，理解难度就骤然增加，学生的思维含量立即提升，就会造成间断认识，导致理解不深刻；在引导学生进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验时，由于学生对控制变量法的运用不明确，因此容易造成学生实验错误，得出错误结论，此时教师要强调注意事项后再让学生进行实验，以提高学习效率。

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