《學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究-影響浮力大小的因素》示范公開(kāi)課教學(xué)設(shè)計(jì)【物理北師大版八年級(jí)下冊(cè)】

2/2學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究――影響浮力大小的因素教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)（1）了解浮力的概念，知道浮力的方向。（2）理解浮力產(chǎn)生的原因。（3）經(jīng)歷探究影響浮力大小因素的過(guò)程。（4）掌握阿基米德原理，會(huì)運(yùn)用阿基米德原理解決相關(guān)問(wèn)題。（5）嘗試用阿基米德原理解釋生活中的相關(guān)問(wèn)題。（6）勇于根據(jù)已有事實(shí)或知識(shí)提出自己的設(shè)想或作出相應(yīng)的判斷。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：浮力產(chǎn)生的原因、影響浮力大小的因素教學(xué)難點(diǎn)：浮力產(chǎn)生的原因、影響浮力大小的因素課的類型新授課教學(xué)方法講授法、談話法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、水槽、彈簧測(cè)力計(jì)、鋁塊教學(xué)過(guò)程新課引入教師活動(dòng)：展示冰山、輪船、鴨子的圖片。教師活動(dòng)：展示任意一張冰山的圖片，讓學(xué)生對(duì)冰山進(jìn)行受力分析。教師口述：我們前面已經(jīng)學(xué)過(guò)了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。請(qǐng)大家結(jié)合冰山的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)屏幕上的冰山進(jìn)行受力分析。教師講解：冰山是靜止的，因而得出冰山受力是平衡的。因?yàn)楸綍?huì)受到重力的作用，所以冰山還會(huì)受到一個(gè)向上的大小與重力的大小相等的力的作用。內(nèi)容講解一、浮力（一）浮力浸在液體中的物體受到向上的力，這個(gè)力叫做浮力。教師設(shè)問(wèn)：漂浮在液面的物體，我們結(jié)合這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行受力分析，即可判斷出這個(gè)物體受不受浮力。但是，對(duì)于沉入在水中的物體，如沉沒(méi)在水中石塊，沉沒(méi)在水中的鐵塊受不受浮力的作用呢？教師活動(dòng)：演示測(cè)量鋁塊浸沒(méi)在水中所受的浮力的實(shí)驗(yàn)。（1）在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)鋁塊，并讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。這個(gè)讀數(shù)的大小即為此鋁塊所受重力的大小。（2）將這個(gè)鋁塊放入水槽中，直至完全浸沒(méi)在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。（3）讓學(xué)生比較兩次的讀數(shù)，并作解釋說(shuō)明。應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋁塊浸沒(méi)在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變小。原因：鋁塊浸入水中時(shí)，受到了水對(duì)它的浮力的作用。鋁塊在水中靜止時(shí)，所受的浮力的大小與彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小之和等于鋁塊所受重力的大小。師生活動(dòng)：師生共同對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。（1）沉入到液體的物體也會(huì)受到液體對(duì)它的浮力。（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)也展示了測(cè)量物體所受浮力的一種方法，即稱重法測(cè)量浮力。（二）浮力產(chǎn)生的原因教師設(shè)問(wèn)：為什么浸入液體的物體會(huì)受到浮力的作用？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生之間討論教師所提問(wèn)題。教師活動(dòng)：講解浮力產(chǎn)生的原因。長(zhǎng)方體前后兩個(gè)面的深度相同，受力面積相等。又因?yàn)殚L(zhǎng)方體的前后兩個(gè)側(cè)面所受的壓強(qiáng)的方向均指向物塊內(nèi)部，即液體對(duì)這兩個(gè)面因壓強(qiáng)而產(chǎn)生的壓力的方向是相反的，又因?yàn)檫@兩個(gè)面的大小相同、深度相同，故液體對(duì)這兩個(gè)面的壓力是相平衡的。同理可得左右兩面由液體壓強(qiáng)而產(chǎn)生的壓力也相互抵消。長(zhǎng)方體上、下表面所處的深度分別記為h1、h2，h2>h1。因此，液體對(duì)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)要大于液體對(duì)上表面的壓強(qiáng)。正是這個(gè)壓強(qiáng)差產(chǎn)生了壓力差。這就是浮力產(chǎn)生的原因。由于在氣體中，物體的上面兩個(gè)表面同樣會(huì)受到壓強(qiáng)，同樣會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)差，故在氣體中也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)。按：氣體對(duì)浸入其中的物體也會(huì)產(chǎn)生浮力的作用，可按本教案所用的從浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)出來(lái)，也可演示實(shí)驗(yàn)《氫氣球》來(lái)講解說(shuō)明。二、浮力的大?。ㄒ唬┯绊懜×Υ笮〉囊蛩貛熒顒?dòng)：教師提示學(xué)生猜想影響浮力大小的因素。猜想的因素包含但不限于物體浸沒(méi)的深度、物體浸沒(méi)的體積、液體的密度。教師活動(dòng)：演示探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)：（1）將物塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，從物塊未接觸液面開(kāi)始，逐漸增加物塊浸入水的體積，觀察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)求數(shù)的變化。（2）當(dāng)物塊完全浸入水后逐漸增加物塊浸入水的深度，觀察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)和變化。（3）將液體由水換成酒精。將物塊完全浸入液體中，記下（計(jì)算）此時(shí)物塊所受的浮力。實(shí)驗(yàn)分析：（1）讓學(xué)生分析物塊從位置1→2→3的過(guò)程中，物體所受浮力的變化，哪些可能影響浮力大小因素的量變了，哪些沒(méi)變？說(shuō)明了什么？（2）讓學(xué)生分析物塊從位置3→4的過(guò)程中，物體所受浮力的變化，哪些可能影響浮力大小因素的量變了，哪些沒(méi)變？說(shuō)明了什么？（3）讓學(xué)生分析將液體由水換成酒精后，物體所受浮力的變化，哪些可能影響浮力大小因素的量變了，哪些沒(méi)變？說(shuō)明了什么？師生活動(dòng)：總結(jié)影響浮力大小的因素。物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。物體浸入液體的體積等于物體所排開(kāi)的液體的體積。因此，影響浮力大小的因素可以表述為：（1）液體的密度；（2）物體排開(kāi)的液體的體積。同時(shí)，可得液體的密度越大、排開(kāi)的液體的體積越大，物體所受的浮力就越大。由于液體的密度與所排開(kāi)的液體的體積的乘積等于物體排開(kāi)的液體的質(zhì)量。同時(shí)，還因?yàn)槲矬w所排開(kāi)的液體的重力與這部分液體的質(zhì)量與正比。因此，可以猜想，浮力的大小與物體所排開(kāi)的液體所受的重力有某種關(guān)系。（二）浮力的大小教師活動(dòng)：演示探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。師生活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生之間討論實(shí)驗(yàn)方案。浮力的大小用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出。物體排出的液體所受的重力可用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出。物體所排出的液體可用溢水杯和小桶收集。（1）用測(cè)力計(jì)測(cè)出鋁塊1所受的重力。（2）把被測(cè)物體浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中，讀出這時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)。同時(shí)，用小桶收集物體排開(kāi)的水。（3）測(cè)出小桶和物體排開(kāi)的水所受的總重力。（4）測(cè)出小桶所受的重力。（5）換用不同的鋁塊重復(fù)上面的操作。次數(shù)鋁塊所受的重力/N鋁塊在水中時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)/N浮力/N小桶和排開(kāi)的水所受的重力/N小桶所受的重力/N排開(kāi)的水所受的重力/N123師生活動(dòng)：學(xué)生之間計(jì)算出表格中第4列、第7列的數(shù)值。師生活動(dòng)：學(xué)生之間分組討論物體所受的浮力與物體所排開(kāi)的液體所受的重力的關(guān)系。教師活動(dòng)：講解阿基米德原理。浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體所受的重力。數(shù)學(xué)式為F浮=G排如果液體的密度為ρ，物體排開(kāi)液體的體積為V，則物體所受的浮力還可表示為F浮=ρ液gV排典題剖析例1中國(guó)茶文化博大精深，源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，以下是小亮飲茶時(shí)觀察到的現(xiàn)象，其中正確的是（）A.打開(kāi)茶杯蓋，聞到茶香四溢，說(shuō)明分子在永不停息的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.飄在水面的茶葉受到浮力，沉在杯底的茶葉不受浮力C.倒水沖茶時(shí)，茶葉隨水旋轉(zhuǎn)，停止倒水，茶葉仍然運(yùn)動(dòng)，是由于茶葉受到慣性的作用D.沖茶所用的熱水有內(nèi)能，涼水不具有內(nèi)能答案：A例2兩物體分別掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，將它們同時(shí)浸入水中，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的減小值相同，由此可以判斷（）A.兩個(gè)物體一定是等重的B.浸在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是相同的C.兩個(gè)物體受到的浮力一定相同D.兩個(gè)物體一定處在液體中相同的深度處答案：C例3在探究“影響浮力大小的因素”時(shí)，同學(xué)們做了如圖所示的一系列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你根據(jù)圖中給出的信息，回答下列問(wèn)題：（1）物體A浸沒(méi)在水中所受浮力為_(kāi)_______N。（2）根據(jù)圖乙和圖________可知，浮力的大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)。（3）根據(jù)圖丙和圖丁可知，浮力的大小與液體________有關(guān)。答案：（1）1（2）丙（3）密度例4將重6N的物體浸沒(méi)在裝滿水的杯中，溢出了4N的水，物體受到的浮力是()A．10N B．6N C．4N D．2N答案：C例5如圖所示，懸吊的實(shí)心金屬球緩慢浸沒(méi)于傾斜的盛滿水的大燒杯中，則從大燒杯溢出流入小桶中的水和此金屬球的關(guān)系是()A．兩者體積相等，質(zhì)量相等B．兩者體積相等，小桶中水的質(zhì)量較大C．金屬球受到的浮力等于小桶中水的重力D．金屬球受到的浮力大于小桶中水的重力答案：C例6將一個(gè)體育測(cè)試用的實(shí)心球和一個(gè)乒乓球同時(shí)沒(méi)入水中。放手后發(fā)現(xiàn)：實(shí)心球沉入水底，而乒乓球浮出水面，如圖所示。比較實(shí)心球和乒乓球沒(méi)入水中時(shí)受到的浮力大小，則()A．實(shí)心球受到的浮力大 B．它們受到的浮力一樣大C．乒乓球受到的浮力大 D．不能確定答案：A例7如圖所示，為了驗(yàn)證“阿基米德原理”，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：甲 乙 丙(1)如圖甲，在彈簧的下端掛一個(gè)小桶，小桶的下面吊一個(gè)石塊，記下彈簧伸長(zhǎng)后下端到達(dá)的位置O，將此時(shí)彈簧對(duì)小桶的拉力計(jì)為T(mén)1，小桶與石塊的總重記為G，則T1________G(選填“＞”“＜”或“＝”)。(2)如圖乙，在溢水杯中盛滿水，當(dāng)石塊浸沒(méi)在水中時(shí)，排出的水便流到旁邊的小水杯中，將排出的水的重力記為G排。(3)如圖丙所示，把小杯中的水全部倒入彈簧下方的小桶中，彈簧的下端又會(huì)到達(dá)原來(lái)的位置O，將此時(shí)彈簧對(duì)小桶的拉力記為T(mén)2，則T2________T1(選填“＞”“＜