资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 八年级 学期 春季
课题 第1节　浮力
教学背景
1．教学内容分析 《浮力》是八年级下册（人教版）第十章第1节的内容。从教学内容上看，《浮力》这一章主要对应2022年版课标中课程内容一级主题“运动和相互作用”下的二级主题“机械运动和力”中的内容，包含浮力概念、阿基米德原理和物体浮沉规律，与生产生活密切相关。这部分内容的设计旨在引导学生从物理学视角认识运动和相互作用，了解身边的运动形式及相互作用，初步形成运动和相互作用观念；发展学生的推理论证能力及交流合作能力，引导学生了解我国古代和现代的相关科技成就，体会中华民族的智慧，培养学生的科学态度和实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。 从科学思维与探究的角度看，本节内容既是力、力与运动、压强等力学知识的进一步延伸和综合运用，又是学习阿基米德原理和物体浮沉条件及应用的基础，是力学的重点内容。力的三要素以及应用力的示意图描述力，为学生应从哪些方面认识浮力奠定了基础；二力平衡的状态与条件，为学生分析浮沉条件做了知识和能力上的储备；“压强”一章中的液体压强和流体压强中飞机升力、水翼船升力等知识，为本章浮力产生原因的学习奠定了坚实的基础。本节课意在使学生了解浮力的知识，建立浮力的相关概念，了解浮力产生的原因。教材突出了学生的实验探究活动，在学生亲历实验探究的基础上完成概念的建立过程，进而明确影响浮力大小的因素。 2．学情分析 学生在学习本节课之前已经对力有了一定的认知，在生活中也接触过浮力的相关内容。但是本节课需要学生对浮力从感性的认知上升到理解层面。在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力。当然，在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。 学生在现阶段已具备初步的设计实验自主探究能力，对控制变量法也有一定的了解。浮力现象是学生在生活中比较熟悉的，也是容易产生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验的作用，迎合学生好奇、好动、好强的心理特点，调动学习的积极性和主动性。
教学目标
物理观念 1．通过实例体验感知一切浸在液体、气体中的物体都受到浮力的作用。 2．认识浮力的方向是竖直向上的，形成浮力概念。 3．知道浮力的产生原因，能说出影响浮力大小的因素。 科学思维 1．应用同一直线上二力的合成和二力平衡知识推理出弹簧测力计测量浮力大小的方法。 2．在实验探究中有控制变量的意识。 3．通过实验观察结合演绎推理来认识浮力产生的原因，体会物理模型在物理学中的作用。 科学探究 1．经历“问题—思考—探究—结论”的实验过程，提高主动探究的意识。 2．能设计探究影响浮力大小因素的实验方案，会进行实验数据分析，能够准确描述实验结论，提高观察能力和分析概括能力，发展收集、处理、交流信息的能力。 科学态度与责任 1．培养实事求是、尊重自然规律的科学态度。 2．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。 3．有克服困难的信心和决心，体验战胜困难和解决物理问题时的喜悦。
教学内容
教学重点 探究影响浮力大小的因素。 教学难点 1．浮力的产生原因。 2．猜想影响浮力大小的因素及设计合理的实验方案。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 【情境引入】 播放视频：辽宁舰在水面航行。 【活动体验】 探究活动1：体验漂浮在水面的物体受到水的作用力。 请同学们利用实验桌上的物品来感受水对物体的作用力，并体会此作用力的方向。 这说明漂浮在水面的物体受到水的托力；那么浸没在水中的物体也会受到水的托力吗？ 探究活动2：体验浸没在水中的物体受到水的作用力。 请同学们再利用实验桌上的物品来感受水对铁块的作用力，并体会此作用力的方向。 由乒乓球和铁块的实验表明：浸在液体中的物体会受到竖直向上的托力。 演示实验1：浮力的方向 找一段较细的线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。 （1）将水缓慢注入大烧杯，直到水将乒乓球浸没，观察细线，并与铅垂线对比。 （2）将大烧杯底部一端垫高，使大烧杯倾斜，观察细线，并与铅垂线对比。 （3）分析两次乒乓球的受力情况，总结浮力方向。 【构建新知】 浮力定义：浸在液体中的物体，受到液体向上的力叫作浮力。 浮力方向：竖直向上。 聚焦真实情境，通过问题驱动调动学习积极性。 让学生感受到浮力的存在和浮力方向，并能初步总结出浮力的概念。 学生对漂浮在水面上的物体进行受力分析，物体受到竖直向下的重力和一个竖直向上的力。 学生对浸没在水中的物体进行受力分析，物体受到竖直向下的重力、向上的拉力和一个竖直向上的力。 观察并描述实验现象。 （1）细线在竖直方向上被拉直。 （2）细线仍在竖直方向上被拉直。 （3）应用二力平衡的知识得出浮力的方向总是竖直向上的。 理解新知，知道浮力的定义和方向。 通过播放生活中有关浮力现象的视频，以教师设问的方式引入浮力，激发学生兴趣，同时有意培养学生养成留心观察生活中一些物理现象的习惯；更体现了物理源于生活，从生活走向物理。 学生通过亲自体验初步感知浮力，了解漂浮的物体和浸没在液体中的物体均受到浮力的作用，为接下来的实验探究做好铺垫。 通过二力平衡有关知识，对漂浮的物体和浸没在液体中的物体进行受力分析，总结得到物理所受浮力的方向。 培养学生养成力学学习习惯——进行受力分析。 从生活情境出发，激发学生思考，引导学生应用物理学习方法分析事物背后的物理原理，培养学生对物理的学习趣味。
新知探究 探究活动3：测量浮力大小 请同学们利用弹簧测力计测量浸没在水中的铝块受到的浮力大小，并认真观察对比弹簧测力计示数随物体浸入水中是如何变化的。 弹簧测力计的示数先变小后不变。 师生讨论总结：从图乙、丙可以看到，弹簧测力计的示数没有变化，说明浸没在水中的铝块所受浮力的大小，跟铝块所到达的深度没有关系。 小组动手实验探究浮力大小。 对物体受力分析，总结浮力大小：F浮＝G物－F拉 铝块浸没在水中后，弹簧测力计的示数减小了，说明浸没在水中的铝块受到了浮力的作用。图甲、乙中弹簧测力计的示数之差，就是浮力的大小。 通过教师的“演示”实验和学生“动手”实验有机地结合，学生对浮力的定义、方向有了深刻的认识，学会了如何测量浮力的大小。
探究活动4：探究浮力的大小与哪些因素有关 提出问题：浮力的大小跟哪些因素有关？ 引导学生提出猜想。 ①体验活动：试着把空饮料罐用手按入水中，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？ ②由生活常识可知，木块在水中漂浮，铁块在水中会下沉，这是为什么呢？ ③人在河水中不易浮起，却能在死海中漂浮，为什么？ 教师引导学生根据原有经验和知识合理推测，猜想浮力大小影响因素。 师生讨论总结，确定需要通过实验来验证的猜想。 【证据】 师生共同设计实验过程，学生分小组利用图中实验器材进行多组实验，收集证据，检验猜想。 实验（1）：探究浮力大小与物体浸入液体体积的关系 实验（1）：数据表格 实验（2）：探究浮力大小与液体密度的关系 思考：需要控制哪些物理量不变？如何改变液体的密度？ 实验（2）：数据表格 实验（3）：探究浮力大小与物体密度的关系 实验（3）：数据表格 【解释】 实验结论： （1）液体密度相同时，排开液体的体积越大，浮力越大。 （2）在排开液体体积相同时，液体密度越大，浮力越大。 【交流】 注意：浮力与物体的形状、体积、密度、质量、重力及物体浸没时所处液体的深度无关。 思考生活中有关浮力的现象，思考浮力大小与什么因素有关，并进行小组讨论。 ①体验活动：越将空饮料罐往深处按，人就越觉得费劲，饮料罐所受的浮力就越大。浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关吗？ ②浮力的大小跟浸在液体中物体的密度有关吗？ ③浮力的大小跟液体的密度有关吗？ 总结猜想浮力大小的影响因素： ①液体密度ρ液 ②浸在液体的体积V排 ③物体密度 学生通过小组合作完成实验探究操作。 实验（1）： ①用弹簧测力计测量出物体所受的重力G；②把物体小部分体积浸入在水中，读出弹簧测力计的示数F1；③把物体浸在水中体积再大一些，读出弹簧测力计的示数F2；④把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数F3。记录数据，实验完毕，计算出浮力的大小。 实验（2）： ①用弹簧测力计测量出物体所受的重力G；②将物体分别浸没在酒精、水和盐水中，读出弹簧测力计的示数，并记录实验数据。 实验（3）： ①用弹簧测力计分别测出体积相等的铝块、铁块所受的重力；②把铝块、铁块分别悬挂在弹簧测力计下端浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。计算出两个圆柱体所受的浮力。 小组总结浮力大小的影响因素，得出结论。 教师设疑，进一步激发学生的探究欲望。 引导学生分析提出的猜想，剔除不合理猜想的过程十分重要。一方面，经历这个过程对接下来的探究起导向作用，另一方面，有利于提升学生利用科学方法梳理问题的能力。 通过讨论让学生设计出切实可行的实验方案，加深学生对知识的理解。培养学生的实验设计能力、分析概括能力，渗透“控制变量法”的思想。 体验科学探究的过程，增进交流与合作的意识，培养学生的科学兴趣。 在实验过程中发现问题，并能解决问题。 积极对实验过程进行评估、反思与交流。
探究活动5：浮力产生的原因 构建模型，分析浮力产生的原因。 提问：我们知道液体内部存在压强，而且压强与深度有关。当一个物体浸没在液体中时，它的不同表面所处的深度不同，受到的液体压强也不同。根据压强的公式p＝ρgh和压力F＝pS的公式，大家猜一猜，物体受到的浮力会不会和它各个表面受到的液体压力有关呢？如果有关，可能是怎样的数学关系呢？ F浮＝F向上－F向下 ＝p向上S下－p向下S上 师生共同总结浮力产生的原因。 演示实验2：浮力产生的原因 通过观察橡皮膜凹陷情况，探究物体受到液体的浮力，跟它各个表面受到液体的压力之间有什么关系。 根据橡皮膜的形变情况，对物体进行受力分析。 ①把用橡皮膜包裹的立方体框架紧贴底部开孔的玻璃水槽，缓慢向小玻璃水槽注水，直至让立方体框架竖直浸没在水中。 ②向长方体水槽的左侧注水，观察到当水面达到小玻璃水槽的底部开孔处时，下表面的橡皮膜开始向内凹进。 分析长方体受力的情况可知，浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力差，这就是浮力产生的原因。 浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的，是一个合力。 学生从现象中深入理解浮力产生的原因。 学生结合压强知识分析浮力产生原因，并推导出浮力的表达式。 ①可以发现有五个面的橡皮膜均向内凹进，且前、后、左、右四个面上的橡皮膜凹进的程度相同，上表面向下凹进，而下表面的橡皮膜没有形变，因为下表面没有水，没有向上的压强，也就没有向上的压力，因此没有浮力。 ②注水到一定程度，立方体方框从底部向上浮起。 通过教师的演示实验和学生体验的结合，学生对浮力的产生原因有了深刻的认识。 培养学生观察能力、分析问题的能力，通过对比初步发现浮力产生原因。 由形象到抽象，培养学生知识迁移能力，利用已学的压强知识推导浮力产生的原因。
课堂小结 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
板书设计
10.1　浮力 一、浮力 1．定义：浸在液体中的物体受到向上的力。 2．方向：竖直向上 3．浮力产生的原因：由于液体对物体向上和向下的压力差产生，是一个合力。 4. 浮力的测量：F浮＝G－F拉 二、决定浮力大小的因素 1．浸在液体中的体积； 2．液体的密度。
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