资源简介

4.4 水的浮力（第3课时）
教 案
一、基本信息
课题 4.4 水的浮力
（第3课时，45分钟）
物体浮沉的条件→
五大状态（上浮/悬浮
/下沉/漂浮/沉底）
→密度判断法→
浮力的应用
（轮船/密度计/
潜艇/气球飞艇） 课型 概念辨析课+
应用分析课+
综合训练课
（鸡蛋盐水实验→
浮沉五态对比→
密度判断法→
轮船排水量/密度计
刻度反直觉/潜艇
改变自重→综合对比表）
课时 第3课时（45分钟）：
鸡蛋盐水情境导入→
浮沉条件（F浮vs G）
→五态受力分析→
密度判断法
（ρ液 vs ρ物）→
悬浮与漂浮异同
（核心辨析）→
浮力应用四例
（轮船→空心法
排开水体积↑
密度计→刻度
上小下大→潜艇
→改变自重→
气球飞艇→
ρ气<ρ空气）
→5道典例综合 教材 浙教版八上科学
第4章 水与人类
鸡蛋→加盐→
沉→悬浮→漂浮→
物体浮沉条件→
浮力应用案例
年级 八年级 教法 情境激趣法（鸡蛋
在不同浓度盐水中
→沉沉浮浮→引发
「什么决定了
浮沉」→一人一杯
盐水→在实验中
观察五态变化）；
对比辨析法
（悬浮vs漂浮→同为
F浮=G→但V排不同
/密度不同/位置不同
→制作对比表→
一次性梳理清楚）；
应用分析法（轮船
→一块铁沉vs铁碗
浮→空心法→排水量
=总质量；密度计→
由上往下刻→上小下大
→上疏下密→为何
如此？推导刻度
排列规律→从公式
到刻度的倒推思考）
教学重点 ①物体浮沉的五种状态
→上浮（F浮>G）/
下沉（F浮悬浮（F浮=G→
V排=V物→可静止
任意深度）/漂浮
（F浮=G→V排/沉底（F浮+F支=G）
→受力分析图→
每种状态的力矢量。
②密度判断法→
实心物体→ρ液>ρ物
→上浮/漂浮→ρ液=ρ物
→悬浮→ρ液<ρ物
→下沉/沉底。
③浮力应用→
轮船（空心增大
V排→排水量=满载
排开水质量=船+货）
→密度计（始终
漂浮→刻度上小下大
上疏下密）→潜艇
（改变自重→注水
G>F浮下沉→排水
G气球/飞艇
（ρ气<ρ空气） 教学难点 ①悬浮与漂浮的辨析
→都是F浮=G→但
悬浮V排=V物且
ρ液=ρ物→漂浮
V排ρ物
→「同一物体能否
既悬浮又漂浮？」
→不能！因为ρ物
固定→ρ液要么等于
（悬浮）要么大于
（漂浮）→不可能
同时满足。
②密度计刻度→
上小下大且上疏下密
→为什么？F浮=G
不变→ρ液gV排=G
→ρ液越大→V排
越小→浸入越浅→
刻度在下（浸入深）
反而读数是小密度
→反直觉！刻度
上疏下密→因为
V排与ρ液反比→
ρ液均匀变化时
V排不均匀变化→
越往下越密。
③浮力综合题→
橘子（漂浮）→
剥皮橘子（沉底）
→不能只看浮沉→
要看重力是否相同→
剥皮后G减小→
F浮与G比较要重新算
教具准备 PPT课件；演示实验：
①鸡蛋+水+食盐+
烧杯（鸡蛋浮沉
对比→边加盐边
搅拌→观察鸡蛋
从沉到悬到浮的全
过程。②铁块+
铁皮碗→水槽→
演示轮船原理→
同一质量→块状
铁块沉→碗状铁皮
→漂浮→对比。
③密度计+水+
盐水+酒精→
演示刻度变化。
④「小潜水艇」→
矿泉水瓶+玻璃
小瓶→吸气改变
瓶内气压→调整
小瓶排水量→
改变总重大小→
沉浮变化演示 学具准备 课本、练习本；
预习4.4第3课时→
①写出物体浮沉
的五种状态及对应
的F浮与G的关系→
②密度判断法：
ρ液____ρ物→上浮
ρ液____ρ物→悬浮
ρ液____ρ物→下沉
③轮船排水量=
____→满载排开水
的____。④密度计
刻度→上面____（大/小）
→下面____（大/小）
=上疏下____（密/疏）
学情分析 学生第1+2课时→
已掌握浮力定义+
方向+称重法+
阿基米德原理→
F浮=ρ液gV排已
熟练→具备进入
浮沉条件判断的
基础。本节最大
挑战→状态多（5种）
→关系多（力+密度+
体积→三种判断线）
→容易记混。需用
一张总表统一→
把五个状态的
力/密度/体积/运动
=>一次性理清。
应用部分→轮船
最容易→空心法
直观→密度计最
反直觉→刻度上小
下大→需要从
F浮=G不变推导→
ρ液↑V排↓浸入浅
→但浸入浅代表
密度大→为什么？
→需要让学生从
公式一步步推→
不能只记忆结论。
二、核心素养目标
（1）科学观念：理解物体在液体中的浮沉取决于F浮与G的大小关系→建立「浮沉=力的大小比较→不是看物体轻重」的科学观念。
（2）科学思维：通过分析鸡蛋在不同浓度盐水中的浮沉→推导力关系→培养「现象→受力分析→力比较→结论」的逻辑推理链。通过悬浮与漂浮的对比→培养辨析思维。
（3）探究实践：完成鸡蛋在盐水中浮沉变化的探究实验→观察并记录鸡蛋从沉底→悬浮→漂浮的全过程→总结加盐对浮沉的影响。
（4）态度责任：通过轮船/潜艇/密度计等工程应用案例→理解科学原理在技术中的转化→建立「科学→技术→工程」的认知链。
三、教学重难点
教学重点：浮沉五态的力/密度/体积/运动状态辨析→总表统一→悬浮vs漂浮对比→浮力应用（轮船排水量/密度计刻度/潜艇自重调整/气球ρ气<ρ空）。
教学难点：悬浮vs漂浮→同为F浮=G但V排不同/密度不同→同一物体不能既悬又漂→密度计刻度上小下大且上疏下密→从公式推导刻度的排列规律→橘子/剥皮橘子综合题→重力不同→不能直接用浮沉判断。
四、教学过程
板块一：情境导入——鸡蛋的「三生三世」（约4分钟）
图1 鸡蛋→清水沉底→加盐悬浮→再加水漂浮→同一鸡蛋→三态变化
同一颗鸡蛋→放入清水→沉底。向水中加盐→搅拌→鸡蛋慢慢升到水中悬浮。再多加盐→鸡蛋浮出液面→漂浮。同一颗鸡蛋→只是液体密度变了→为什么浮沉状态全变了？→今天学「物体浮沉的条件」→答案在其中。
板块二：物体浮沉的五种状态——受力分析（约12分钟）
（一）三大基本状态→F浮与G的关系（约6分钟）
图2 鸡蛋三种状态→F浮>G（上浮）/F浮=G（悬浮）/F浮浸没在液体中的物体→受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮→根据两者的关系→物体出现三种情况：
①上浮→F浮>G→合力方向向上→物体向上运动。注意：上浮是不稳定状态→最终会浮出液面→变成漂浮。→②下沉→F浮[浮沉的根本决定因素]物体浮沉不取决于「物体有多重」→也不取决于「F浮有多大」→只看F浮和G的大小关系。F浮从第1+2课时已知→F浮=ρ液gV排→由ρ液和V排决定。G=mg=ρ物gV物→由ρ物和V物决定。两力做比较→就是ρ液和ρ物的比较。
（二）五大状态完整辨析——总表（约6分钟）
将以上三种基本状态+两个终态→列出完整浮沉条件总表：
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
状态 受力条件 合力方向 密度条件
(实心) V排与V物 运动 最终
上浮 F浮>G ↑向上 ρ液>ρ物 V排=V物
(浸没中) 向上运动
(非平衡) 漂浮
下沉 F浮(浸没中) 向下运动
(非平衡) 沉底
悬浮 F浮=G 0 ρ液=ρ物 V排=V物 静止
(任意深度) —
漂浮 F浮=G 0 ρ液>ρ物 V排(液面) —
沉底 F浮+F支=G 0 ρ液<ρ物 V排=V物 静止
(底部) —
（三）悬浮 vs 漂浮——最核心的一对辨析（约3分钟）
悬浮和漂浮都是F浮=G→都是平衡状态→但本质区别：
位置 V排关系 密度关系 ρ液条件
悬浮 任意深度 V排=V物 ρ液=ρ物 密度必须精确相等→同种液体→只有一种深度→却可以停在任意位置
漂浮 液面 V排ρ物 ρ液只要大于ρ物即可→任意大于都能漂→排开水体积自动调整→使F浮=G
[同一物体→能否既悬又漂]不能！因为ρ物固定→ρ液要么等于ρ物（悬浮）→要么大于ρ物（漂浮）→不可能同时满足等和大于。同一物体在一种液体中只有一个确定的浮沉状态。鸡蛋在盐水中→随着加盐→液体密度逐渐变大→从小于ρ蛋到等于ρ蛋到大于ρ蛋→经历了「沉→悬→漂」→不是同时！
板块三：密度判断法——另一种判断路径（约5分钟）
对于浸没在液体中密度均匀的实心物体→F浮=ρ液gV排=ρ液gV物→G=ρ物gV物。比较F浮和G→等价于比较ρ液和ρ物：
ρ液>ρ物→F浮>G→上浮（或漂浮）/ρ液=ρ物→F浮=G→悬浮/ρ液<ρ物→F浮应用1→盐水选种→ρ盐水约1.10~1.15g/cm3→饱满种子ρ>盐水→下沉→取饱满的→瘪的ρ<盐水→漂浮→清除→只留沉底的。
应用2→汤圆/饺子→刚下锅→内部有空隙→ρ<水→漂浮→加热后→内部空气膨胀→ρ更小→继续漂→熟了自动浮到水面。
[密度判断法的前提]物体必须是实心的→密度均匀！空心物体→即使ρ材料>ρ液→如果空心足够大→平均密度<ρ液→仍然可以上浮。轮船→钢铁ρ=7.9g/cm3>ρ水→但做成空心→平均密度<ρ水→漂浮！
板块四：浮力的应用——从原理到工程（约14分钟）
（一）轮船——空心法增大V排（约4分钟）
图3 铁块→沉底；铁做成碗状→漂浮→空心→V排增大→F浮增大→F浮=G
钢铁块放入水中→下沉（ρ铁>ρ水）。同一块铁做成碗状→放入水中→漂浮！重力没变→为什么？→做成碗状→排开水的体积比块状大得多→F浮=ρ液gV排→V排↑→F浮↑→当F浮增大到等于G时→碗状铁皮漂浮。轮船就是把这个原理放大。
排水量→轮船装满货物时排开水的质量。一艘轮船排水量1.8×10 t→表示满载时→船自身+货物总质量=1.8×10 t=排水量。注意：排水量=m排=ρ水V排→而不是m船！
关键公式→排水量m排=m船+m货（满载）。载货量=m排-m船。
轮船从江河驶入大海→始终漂浮→F浮=G不变→但ρ海水>ρ河水→由F浮=ρ液gV排→V排变小→吃水线变浅（船身稍微「浮上来」一些）。
（二）密度计——刻度为什么上小下大（约4分钟）
密度计→玻璃管+金属颗粒→始终漂浮→刻度的秘密
密度计是测量液体密度的仪器→始终漂浮在液面上→F浮=G不变。根据F浮=ρ液gV排→G不变→ρ液越大→V排越小→密度计浸入液体越浅。
刻度分布→浸入越浅→表示液体密度越大→但浸入越浅→对应的刻度位置越往下→所以：下面的刻度是小数（对应浸入浅→ρ液大）→不对！重新推导：
[密度计刻度→推导关键]密度计上部→浸入浅（只浸一点）→V排小→ρ液大→上部刻度大。密度计下部→浸入深（几乎全泡进去）→V排大→ρ液小→下部刻度小。结论→密度计刻度→上大下小（反直觉！）。且刻度不均匀→上疏下密→因为V排与ρ液成反比→ρ液均匀增大时→V排减小得越来越慢→所以间隔越来越大→上部越疏→下部越密。
（三）潜艇——改变自重（约3分钟）
图4 潜艇水舱→注水→G增大→G>F浮→下沉→排水→G减小→G潜艇原理→改变自身重力而非F浮。水舱充满水→G增大→G>F浮→下沉。用压缩空气排水→G减小→G关键区分→潜艇改变G（自身重力）→轮船改变V排（排开体积）→鱼改变鱼鳔→改变自身体积（V排变→F浮变→不是改变G！）→滑翔机改变油囊→改变V排→改变F浮→不是改变G！
（四）气球和飞艇——气体中的浮力（约3分钟）
热气球→充入被加热的空气→ρ热<ρ冷→F浮=ρ冷gV排>G→上升
空气中的物体同样受空气的浮力→F浮=ρ空gV排。气球中充入密度小于空气的气体（氦气/热空气）→F浮>G→上升。飞艇→巨大的气囊中充入氦气→艇体流线型→有推进器→可控制飞行。
板块五：典例精讲（约7分钟）
典例1——橘子/剥皮橘子→浮沉综合判断
橘子→漂浮→F浮=G橘子→ρ橘子<ρ水。剥皮后→剥皮的橘子→沉底→ρ剥>ρ水。橘子皮→漂浮。A→橘子皮漂浮→F浮=G→正确。B→整个橘子漂浮→ρ橘子<ρ水→正确。C→剥皮的橘子沉底→ρ剥>ρ水→正确。D→橘子F浮=G橘子（大重力）→剥皮橘子F浮G剥→无法直接比F浮→但橘子F浮=G橘子>G剥>F浮剥→所以橘子F浮>剥皮橘子F浮→D错误。答案：D。
典例2——橡皮泥→块状沉vs碗状漂
图5 A→橡皮泥块沉底/B→同一橡皮泥捏成碗→漂浮
同一块橡皮泥→A沉底→ρ>ρ水→F浮ρ水→正确。B→F浮=G→正确。C→B碗F浮=G>A块F浮典例3——海燕滑翔机→改变V排
水下滑翔机→油囊收缩→V排↓→F浮↓→下沉→油囊膨胀→V排↑→F浮↑→上浮
A→改变油囊=改变V排=改变F浮→错误（不是改变重力）。B→油囊收缩→V排↓→F浮↓→正确。C→膨胀→上浮→F浮>G→错误（膨胀时F浮>G不是<）。D→下潜时V排小→F浮小→G排水<上浮时→错误→上浮时V排大→G排水>下潜时。答案：B。
典例4——Argo浮标→改变V排
油囊膨胀→V排↑→F浮↑→F浮>G→上浮。收缩→V排↓→F浮↓→下沉。改变的始终是V排→即排开液体的体积→不是重力→因为质量没有变化。答案：C（排开液体的体积）。
典例5——小潜水艇→改变G（气压排水）
吸气→瓶内气压↓→瓶内水被排出→小玻璃瓶总重↓→G板块六：课堂总结（约3分钟）
物体浮沉→看F浮与G→不是看物体轻重。五态：上浮（F浮>G）/下沉（F浮V排V物）/沉底（F浮+F支=G）→密度判断法（实心→ρ液vsρ物）→悬浮vs漂浮→同为F浮=G但V排/ρ液不同→应用→轮船=改变V排/潜艇=改变G/鱼鳔=改变V排放变F浮/密度计=刻度上大下小上疏下密。
一句口诀：浮沉看力不看重→上浮F大沉F小→悬浮全浸漂浮半→空心大排轮船漂→注水增重潜艇潜→鳔胀排多鱼儿浮→气球充轻往上升。
五、板书设计
§4.4 水的浮力（第3课时）——物体浮沉条件与浮力应用
一、浮沉五态（F浮 vs G→决定浮沉！不看物重）
上浮→F浮>G→ρ液>ρ物→最终漂浮
下沉→F浮悬浮→F浮=G→ρ液=ρ物→V排=V物→任意深度
漂浮→F浮=G→ρ液>ρ物→V排沉底→F浮+F支=G→ρ液<ρ物→V排=V物→底部
二、核心辨析：悬浮 vs 漂浮
| | 悬浮 | 漂浮 |
| F浮与G | F浮=G | F浮=G |
| V排 | V排=V物 | V排| ρ条件 | ρ液=ρ物 | ρ液>ρ物 |
| 同一物体 | 一种液体中只有一种状态！不能既悬又漂 |
三、浮力应用四大案例
轮船→空心增大V排→F浮↑→漂浮→排水量=m船+m货
→从河入海→F浮不变→V排↓→吃水浅
密度计→始终漂浮→F浮=G不变→ρ液↑V排↓→上大下小→上疏下密
潜艇→水舱注排水→改变G（自重）→G>F浮沉→G气球→ρ气<ρ空→F浮>G→上升→热空气/氦气
四、各物体浮沉的控制方式对比
轮船→改变V排（空心）→增F浮→重力不变→F浮=G漂浮
潜艇→改变G（注排水）→F浮不变→增重下沉/减重上浮
鱼/滑翔机→改变V排（鳔/油囊）→变F浮→重力不变→排多上浮
密度计→不改变→F浮恒=G→V排自动匹配ρ液→指示密度
气球→改变ρ气（加热/充氦）→ρ气<ρ空→F浮>G上浮
六、教学反思
1. 这堂课是浮力单元的「收口课」→第1课时建立概念→第2课时转化定量→第3课时进入状态判断和应用。五态一次性给学生→表1要写得满满的→五列七行→可以让学生抄在笔记本上→每次做浮沉题都对照→刻入肌肉记忆。效果远好于零散讲解。
2. 悬浮vs漂浮→学生到初二下学期仍然有人搞混→这两者都是F浮=G→都是平衡→区别仅在于位置和密度关系。可以用一句话锁死：「悬浮是全泡进去→漂浮是露了一半→同一物体不能又全泡又半露→所以同一物体在一个液体中只有一个状态。」反复刻→反复考→反复答→三遍后不会再错。
3. 密度计刻度→上大下小+上疏下密→这个结论是八年级科学高频考点→建议在黑板画一个密度计→从上到下标几个刻度位置→推导每一步→F浮=G→ρ液gV排=G→ρ液=G/(gV排)→当V排从小到大→ρ液从大到小→刻度从大到小→推理结束→学生自己动手推一遍→记忆永久。
4. 轮船/潜艇/滑翔机→改变的是什么→三者横向对比→轮船→改变V排（空心让V排变大）→潜艇→改变G（注排水改变重量）→滑翔机/鱼→改变V排（油囊/鱼鳔改变排开体积→改变F浮）→总表横向→一目了然。这个表是解答浮力应用选择题的万能钥匙。
5. 橘子题→是综合题的典型范式→看似是浮沉判断→实则需要把先后两个状态的G/F浮/V排都算一遍→因为剥皮改变了物体的质量和密度→不能直接用浮沉沉底的密度条件比较橘子整体和剥皮橘子→必须注意「质量变了」。这道题要细讲→每个选项逐一排除→训练「不跳步→不遗漏」的分析习惯。
6. 「小潜水艇」题→吸气→排水的机制→瓶内气压减小→水被排出一部分→G总减小→F浮不变→G

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