2013-人教-物理-第十章-浮力教案

第十章浮力第一節(jié)浮力●教學(xué)目標(biāo)：1．知識與技能（1）知道浮力是怎樣產(chǎn)生的，浮力的方向是豎直向上。（2）了解如何用彈簧測力計測量浮力；2．過程與方法（1）經(jīng)歷探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)。（2）通過觀察，了解浮力是怎樣產(chǎn)生的；。3．情感、態(tài)度與價值觀（1）初步認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的影響。（2）鼓勵學(xué)生積極參與探究活動。●教學(xué)重點：運用實驗探究的方法得出決定浮力的大小的因素?！窠虒W(xué)難點：運用實驗和分析的方法得出浮力產(chǎn)生的原因。●教學(xué)課時：1節(jié)課●教具：乒乓球、水、水槽、鐵塊、彈簧測力計等。●教學(xué)過程：一．引入新課木塊在水中受到浮力鐵塊在水中會沉底，鐵塊在水中受浮力嗎？二．新課教學(xué)（一）浮力1.浮力：浸在液體中的物體受到液體對物體向上浮的力叫浮力。2.符號：F浮3.用彈簧測力計測浮力：F?。紾-F4.浮力的方向：豎直向上5.浮力的施力物體：液體6.浸在氣體中的物體也受到氣體對物體的浮力?！狙菔緦嶒灐浚喝鐖D，用彈簧測力計測出物體在空氣中受到的重力記為G，再把此物體浸沒在水中測它的重力，記為F，比較兩次彈簧測力計的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)了什么問題？據(jù)此，你能得出什么結(jié)論？分析實驗：示數(shù)變小了，說明物體受到了豎直向上的力，這個力就是浮力。F?。紾-F即彈簧測力計兩次讀數(shù)之差，這也是浮力的測量方法。（二）浮力的產(chǎn)生已知：邊長為L的立方體位于水面下h深處四個側(cè)面所受壓力F合=0N。上、下兩面所受壓力關(guān)系∵p向上＞p向下∴F向上＞F向下F浮=F向上－F向下結(jié)論：浮力是液體對物體向上和向下的壓力差。演示實驗乒乓球?qū)嶒?.將乒乓球放入瓶內(nèi)，向瓶里倒水，乒乓球不浮起；2.將瓶下口堵住，乒乓球浮起。浮力是液體對物體向上和向下的壓力差。（三）浮力的大小與哪些因素有關(guān)1.探究浮力與浸沒后深度的關(guān)系深度h/格重力G/N彈簧測力計示數(shù)F/N浮力F浮/N實驗結(jié)論：浮力大小與浸沒水后深度無關(guān)。2.探究浮力與物體排開液體體積的關(guān)系V排/格重力G/N測力計示數(shù)F/N浮力F浮/N實驗結(jié)論：在同一液體中，物體排開液體的體積越大，浮力越大。3.探究浮力與液體密度的關(guān)系ρ液/kg·m3重力G/N彈簧測力計示數(shù)F/N浮力F浮/N了。易拉罐踩扁后，體積變小，放入水中，排開水的體積也變小了。說明浮力的大小跟易拉罐排開水的體積有關(guān)，體積越小，受到的浮力越小。方法3：將易拉罐灌滿水后放入水中下沉。問題：易拉罐灌滿水后受到的重力變了嗎？受的浮力變了嗎？學(xué)生活動：思考討論。易拉罐灌滿水后，受到的重力變大了，受到的浮力怎么變化不清楚。思考問題：浮力的大小和排開液體多少是否存在定量的關(guān)系呢？交流分析：根據(jù)上一節(jié)課我們知道，物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，它受到的浮力就越大。現(xiàn)在根據(jù)阿基米德的故事，如果我們用“物體排開液體的體積”取代“浸沒在液體中物體的體積”來陳述這個結(jié)論，可以得到，物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，它所受的浮力就越大。教師引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)一說法：把物體浸入液體的體積稱為物體排開液體的體積。液體的密度、排開液體的體積是不是和排開液體的質(zhì)量有一定的聯(lián)系呢？排開液體的質(zhì)量是不是和排開液體所受的重力有一定的聯(lián)系呢？浮力的大小會不會和排開液體所受的重力有一定的關(guān)系呢？由于物體的體積與密度的乘積等于物體的質(zhì)量，可以進一步推想，浮力的大小跟排開液體所受的重力也密切相關(guān)。二、浮力的大小猜想與假設(shè)：[教師點撥學(xué)生猜想]：由前面實驗我們知道，物體浸入液體的體積越大（即物體排開液體的體積越大），液體的密度越大，物體所受的浮力越大。也就是說浮力的大小與物體j{#開液體的重量是有關(guān)的，它們之間有什么數(shù)量關(guān)系呢？制定計劃與設(shè)計實驗：[學(xué)生討論]：經(jīng)過討論，設(shè)計出實驗的方案。教師評價。思考交流：浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用彈簧測力計測出。物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出。實驗探究：探究浮力的大小與排開液體的重力的關(guān)系1．實驗器材：彈簧測力計、石塊、燒杯、小桶、水。思考問題：如何測出石塊排開的水所受的重力呢？(1)溢水杯中的水應(yīng)為多少？(2)先測空桶的重力呢，還是先測桶和排開水的總重力呢？小組討論，匯報方案，教師點評。學(xué)生分組實驗，把數(shù)據(jù)記錄在表格中。2．實驗步驟(1)如圖所示，測出石塊所受的重力G和小桶所受的重力G桶。(2)將溢水杯中注滿水，把石塊浸入溢水杯中，讓排出的水全部流人小桶中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F，同時用小桶收集物體排開的水。(3)用彈簧測力計測出小桶和水的總重力G總，則排開水的重力G排=G總-G桶(4)根據(jù)F浮=G-F算出浮力，與G排比較大小3．實驗數(shù)據(jù)記錄表格石塊重G/N小桶重G桶/N石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F/N小桶和水的總重G總/N浮力的大小F浮/N排開水所受的重力G排/N4．分析與討論：運用比較的方法，通過比較F浮和G排得出結(jié)論。結(jié)論：浸在液體中的物體受到向上的浮力F浮的大小等于被它排開的液體所受的重力G排這個結(jié)論叫做阿基米德原理。用公式表示為：F浮=G排[講述]：上述結(jié)論是阿基米德早在兩千多年前就已發(fā)現(xiàn)，稱為阿基米德原理。實驗證明，這個結(jié)論對氣體同樣適用。例如空氣對氣球的浮力大小就等于被氣球排開的空氣所受到的重力。設(shè)計說明：阿基米德原理的得出采取將“物體所受的浮力大小”與“排開水的重力”兩個物理量分開測量的方法是為了簡化實驗步驟，將實驗難點分散。特別提醒：對阿基米德原理的說明：(1)阿基米德原理的表達式：F浮=G排(2)物體浸在液體中有兩種可能：物體排開液體的體積（V排）等于物體浸入液體中的那部分的體積：①全部浸入V排=V物②部分浸入V排＜V物(3)由可得(4)由可得(5)阿基米德原理也試用于氣體(6)浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，與其他任何因素都無關(guān)。浮力的大小與物體全部進入液體后的深度無關(guān)。三、課堂小結(jié)1．阿基米德原理的內(nèi)容及相關(guān)因素；2．求浮力的方法——彈簧測力計法（稱量法），阿基米德原理法（公式法）。四、布置作業(yè)第三節(jié)物體的沉浮條件及應(yīng)用●教學(xué)目標(biāo)1．知識與技能（1）知道物體的浮沉條件；（2）知道浮力的應(yīng)用2．過程與方法：（1）通過觀察、分析、了解輪船是怎樣浮在水面的；（2）通過收集、交流關(guān)于浮力應(yīng)用的資料，了解浮力應(yīng)用的社會價值。3．情感態(tài)度與價值觀（1）初步認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的影響。（2）初步建立應(yīng)用科學(xué)知識的意識?！窠虒W(xué)重點：知道輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。●教學(xué)難點：理解改變物體所受的重力與浮力的關(guān)系，能增大可利用的浮力?！窠虒W(xué)儀器：燒杯、水、體積相同的蠟塊和鐵塊、兩個鐵罐子、沙子、潛水艇模型、熱氣球模型?！窠虒W(xué)流程：（一）新課引入[演示]：1．出示鐵塊和蠟塊讓學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)它們體積相等。2．將體積相同的鐵塊和蠟塊同時浸沒在水中后松手。[現(xiàn)象]：鐵塊沉入杯底而蠟塊上浮最終浮在水面。[提問]：1．浸沒在水中的鐵塊、蠟塊（松手后）各受到什么力？（浮力、重力）2．鐵塊和蠟塊受到的浮力相等嗎？（相等。因為V排相等，根據(jù)阿基米德原理可知浮力相等。）3．既然鐵塊和蠟塊受到的F浮相同，為什么松手后鐵塊沉底而蠟塊上浮？液體中，物體的浮沉取決于什么呢？[講解]：物體的浮沉條件：分析蠟塊：松手后，浸沒在水中的蠟塊所受到的F?。綠蠟，所以蠟塊上浮。當(dāng)蠟塊逐漸露出水面，V排減小，浮力減小，當(dāng)F浮=G物時，蠟塊最終漂浮在水面。即：F?。綠物上浮，最終漂浮。分析鐵塊：松手后，浸沒在水中的鐵塊所受到的F?。糋鐵，鐵塊下沉。到達容器底部后，鐵塊受到F浮、G鐵和F支，三力平衡，靜止在容器底，我們說鐵塊沉底。即：F浮＜G物下沉，最終沉底。若一個物體浸沒在水中，松手后F浮=G物，受力平衡，物體的運動狀態(tài)不變，我們說物體懸浮在液體中。即：F浮=G物，最終懸浮。總結(jié)：通過上述分析，我們知道浸在液體中物體的浮沉取決于物體所受F浮與G物的關(guān)系。（二）進行新課1．討論：（1）木材能漂浮在水面，其原因是什么？（2）把一根木頭挖成空心，做成獨木舟后，其重力怎么變化？它可載貨物的多少怎么變化？重力變小，可以裝載的貨物變多。[指出]：從浮力的角度看，把物體做成空心的辦法，增大了可利用的浮力，而且這種古老的“空心”辦法，可以增大漂浮物體可利用的浮力。[質(zhì)疑]：密度比水大的下沉的物體有沒有辦法讓它上浮或漂浮呢？2．實驗：兩個外形相同的鐵罐子，一個空心，一個裝滿沙；同時按入水中，松手后實心的下沉，空心的上浮最終漂浮。[質(zhì)疑]：（1）鐵的密度大于水的密度，空心的鐵罐子為什么能漂浮呢？可能是

因為什么呢？（因為它是空心的，F(xiàn)?。綠物，所以能上浮，最終能漂浮。）（2）要想讓實心的鐵罐子也漂浮，可以怎么辦呢？（把沙取出來，變成空心的。）（3）大家的想法是如何調(diào)節(jié)的鐵罐子的浮沉的呢？（F浮不變，挖空使G物變小，當(dāng)F?。綠物，鐵罐子自然就浮起來了。）[指出]：上述實驗告訴我們采用“空心”的辦法，不僅可以增大漂浮物體可利用的浮力，還可以使下沉的物體變得上浮或漂浮。3．應(yīng)用·輪船（1）原理：采用把物體做成“空心”的辦法來增大浮力，使浮力等于船和貨物的總重來實現(xiàn)漂浮。（2）排水量：滿載時，船排開的水的質(zhì)量。即：排水量＝m船+m貨[質(zhì)疑]：1．輪船從河水駛?cè)牒＠?，它的重力變不變？它受到的浮力變大、變小還是不變？（不變，始終漂?。?．它排開的液體的質(zhì)量變不變？（不變）3．它排開的液體的體積變不變？（變，ρ海水＞ρ水，所以V排海水＜V排水）4．它是沉下一些，還是浮起一些？（V排變小了，所以上浮一些）[強調(diào)]：同一條船在河里和海里時，所受浮力相同，但它排開的河水和海水的體積不同。因此，它的吃水深度不同。·潛水艇[演示]：潛水艇能潛入水下航行，進行偵查和襲擊，是一種很重要的軍事艦艇。它是怎么工作的呢？我們用打吊瓶用的小塑料管來模擬潛水艇。請同學(xué)們利用和塑料管連接的細(xì)管給塑料管吹氣或吸氣?，F(xiàn)象：吸氣時，水逐漸進入管中，管子下沉；吹氣時，管中的水被排出，管子上??；[質(zhì)疑]：（1）小塑料管浸沒在水中所受F浮是否變化？（塑料管形變很小，V排基本不變，所以可以認(rèn)為F浮不變）。（2）那它是怎樣上浮或下沉的呢？（吹氣時，水從管子中排出，重力變小，F(xiàn)?。綠物，所以上浮；吸氣時，水進入管子，重力變大，F(xiàn)?。糋物，所以下沉）[講解]：潛水艇兩側(cè)有水艙，當(dāng)水艙中充水時，潛水艇加重，就逐漸潛入水中；當(dāng)水艙充水使艇重等于同體積水重時，潛水艇就可懸浮在水中；當(dāng)壓縮空氣使水艙中的水排出一部分時，潛水艇變輕，就可上浮了。潛水艇：原理：靠改變自身重力來實現(xiàn)在水中的浮沉。[強調(diào)]：潛水艇在浸沒在水下不同深度所受浮力相同?！馇蚝惋w艇[演示]：“熱氣球”的實驗。[質(zhì)疑]：酒精燃燒后袋內(nèi)空氣密度怎樣變化？新課標(biāo)第一網(wǎng)原理：ρ氣＜ρ空氣，（即利用密度小于空氣的氣體，通過改變氣囊里氣體的質(zhì)量來改變自身體積從而改變所受浮力的大小來實現(xiàn)升降的。）使它受到的F?。綠物而升空。[討論]：要使充了氦氣、升到空中的氣球落回地面，你們能想出什么辦法？要使熱氣球落回地面，有什么辦法？（放氣或停止加熱）·其他應(yīng)用密度計、鹽水選種等。附：板書設(shè)計（一）物體的浮沉條件：