
設(shè)計(jì)說(shuō)明
本節(jié)由浮力和決定浮力大小的因素兩部分內(nèi)容構(gòu)成。教學(xué)的重點(diǎn)是決定浮力大小的因素。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中教師要引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用好液體的壓強(qiáng)、壓力和二力平衡等知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)采用控制變量法探究決定浮力大小的因素。
關(guān)于浮力的教學(xué),教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察水中游泳的鴨子、漂泊的小船等實(shí)例照片,分析物體的受力情況,由二力平衡條件判斷物體一定受到豎直向上的力的作用,從而感知浮力的存在,明確浮力的方向,在感性認(rèn)識(shí)浮力的基礎(chǔ)上,教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對(duì)浸沒(méi)在液體中的物體進(jìn)行受力分析,使學(xué)生明確浮力與彈簧拉力(從彈簧測(cè)力計(jì)刻度盤上讀出)的合力與重力平衡,即F浮=G-F,此時(shí)教師應(yīng)結(jié)合測(cè)量鋁塊浸沒(méi)在水中所受的浮力的演示實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)在液體中的物體無(wú)論漂浮、懸浮還是下沉,都受到豎直向上的浮力的作用,最后結(jié)合教材圖10.1-3,引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用液體的壓強(qiáng)、壓力和二力平衡的知識(shí)理性分析浸在液體中的物體所受的浮力產(chǎn)生的原因,強(qiáng)調(diào)豎直與容器底部緊密接觸的柱形物體不受浮力作用,理解它的道理。
關(guān)于決定浮力大小的因素的教學(xué),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從生活體驗(yàn)中提出問(wèn)題及猜想并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)這些猜想,在猜想過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)原有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)合理推測(cè)而不要盲目下結(jié)論,鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)腦思考排除不合理的猜想,并展開(kāi)有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)研究,做好單一變量的控制,提升學(xué)生利用科學(xué)的方法梳理問(wèn)題的能力;組織學(xué)生分組做好實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師在合理性和規(guī)范性上給予指導(dǎo),對(duì)小組合作探究的過(guò)程給出評(píng)價(jià);最后教師和學(xué)生一起歸納總結(jié),得出結(jié)論。
教學(xué)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)浸在液體中的物體都要受到浮力的作用,浮力的方向是豎直向上的。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)浮力產(chǎn)生的原因,會(huì)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體在液體中所受浮力的大小。
3.經(jīng)歷探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,認(rèn)識(shí)物體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)。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
1.重點(diǎn):決定浮力大小的因素。
2.難點(diǎn):浮力產(chǎn)生原因的探究。
教具
學(xué)生用:燒杯1個(gè)、彈簧測(cè)力計(jì)1個(gè)、鉤碼1個(gè)、水適量、鐵塊1個(gè)、細(xì)線1根。
教師用:燒杯1個(gè)、彈簧測(cè)力計(jì)1個(gè)、鉤碼1個(gè)、水及鹽水、酒精適量、細(xì)線1根、氫氣球1個(gè)、乒乓球1個(gè)、正方體木塊1個(gè)、水桶1個(gè)、飲料瓶1個(gè)。另有電化教學(xué)器材、教學(xué)光盤。
教學(xué)過(guò)程
回顧思考
1.重力與質(zhì)量、密度、體積的關(guān)系:G=mg=________。
2.液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式:p=________。
3.二力平衡的條件是什么?
導(dǎo)入新課
1.小實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入
演示實(shí)驗(yàn)1:教師手拿乒乓球浸沒(méi)在水中,放手后觀察乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況。
教師:同學(xué)們看到了什么?為什么乒乓球會(huì)向上運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)?
引導(dǎo)學(xué)生從乒乓球受力情況進(jìn)行分析,得出乒乓球除了受重力外,還受到一個(gè)向上的力。
演示實(shí)驗(yàn)2:放飛氫氣球。
教師:氫氣球?yàn)槭裁磿?huì)上升而沒(méi)有在重力作用下落向地面?
引導(dǎo)學(xué)生分析:從氫氣球受力情況進(jìn)行分析,得出氫氣球除了受重力外,還受一個(gè)空氣施加的向上的力。
教師:這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明浸在液體或氣體中的物體,除了受到重力作用外,還受到液體或氣體對(duì)物體向上托的力。
2.多媒體導(dǎo)入
圖片:冰山浮在水面上;小船、鴨子在水面上游弋。
教師:冰山、小船、鴨子都受到重力的作用,但卻沒(méi)有因此而沉入水底,是什么力量把它們托起來(lái)的?
學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)艽鸪鏊畬?duì)它們有一個(gè)向上托的力。教師及時(shí)指出,這個(gè)力就叫浮力。(板書(shū)課題)。
進(jìn)行新課
探究點(diǎn)一 認(rèn)識(shí)浮力
教師:今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)浮力。那么什么是浮力呢?
1.認(rèn)識(shí)浮力的存在
教師:下面同學(xué)們利用桌上的器材進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):將鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)下靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)的是什么力?并讀出靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
學(xué)生讀數(shù)
教師:用手將物體輕輕向上托,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力又是多少?
甲 乙 丙
學(xué)生進(jìn)行操作并讀數(shù)
教師:對(duì)于同一物體來(lái)說(shuō),為什么用手將物體托起時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)要比在空氣中時(shí)的示數(shù)???手對(duì)物體向上托的力是多少?
提示學(xué)生物體受到手向上托的力,得出F托=G-F。
教師:如果將物體浸在液體中,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少?
學(xué)生操作并讀數(shù)
教師:與物體在空氣中相比,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)又有什么變化?
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)浸入液體中的物體受力分析,得出浸在液體中的物體受到液體對(duì)它向上的托力。和用手直接向上托物體使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小的效果是相同的。
教師:在物理學(xué)中,我們把這個(gè)力叫做浮力??梢越o浮力這樣下定義:浸在液體中的物體受到向上的力,這個(gè)力叫做浮力。
2.浮力的方向和測(cè)量方法
演示實(shí)驗(yàn)
甲 乙
找一段較細(xì)的紅線,將其兩端分別固定在乒乓球和大燒杯的底部。首先,將水緩慢注入大燒杯,直到水將乒乓球浸沒(méi),觀察紅線,發(fā)現(xiàn)紅線在豎直方向被拉直(圖甲)。然后,將大燒杯底面的一端墊高,使大燒杯傾斜,觀察紅線,紅線仍舊在豎直方向上被拉直(圖乙)。最后,分析兩種情況下乒乓球的受力情況,應(yīng)用二力平衡的知識(shí)得出浮力的方向總是豎直向上的。
教師:那么浮力的方向向哪?你的依據(jù)是什么?
讓學(xué)生分小組討論交流,從不同角度闡述理由。
教師:(板書(shū)浮力方向:豎直向上)通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn),同學(xué)們思考一下,你能否歸納出計(jì)算浮力大小的方法?
讓學(xué)生思考討論后,將計(jì)算浮力的方法寫(xiě)在紙上。
教師:(投影多名學(xué)生寫(xiě)的結(jié)論,評(píng)價(jià)、鼓勵(lì)學(xué)生)(板書(shū):F浮=G-F)
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)圖10-1-19丙中的鉤碼進(jìn)行受力分析,使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)F浮=G-F。
教師:利用這種方法,大家能測(cè)出浸入水中的鐵塊所受的浮力嗎?將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表格中。(學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn))
例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問(wèn)題,教師補(bǔ)充講解)
甲 乙
例1 如圖甲所示,在彈簧測(cè)力計(jì)的下方懸掛一個(gè)金屬塊,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_(kāi)_______N。把金屬塊浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_(kāi)_______N,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小的原因是________,則金屬塊在水中受到的浮力為_(kāi)_______N。
解析:圖中彈簧測(cè)力計(jì)的最大刻度是5 N,則量程為0~5 N,分度值為0.2 N。由圖可知,甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4 N,乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3 N。由于浸在水中的金屬塊受到向上的浮力,所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)要變小。對(duì)金屬塊進(jìn)行受力分析可知,G=F浮+F拉,故金屬塊在水中受到的浮力F浮=G-F拉=4 N-3 N=1 N。
答案:4 3 金屬塊在水中受到了浮力的作用 1
探究點(diǎn)二 浮力產(chǎn)生的原因
1.理論分析
教師:我們知道浸在液體中的物體會(huì)受到浮力的作用,那么浮力是怎樣產(chǎn)生的呢?現(xiàn)在有一正方體木塊浸沒(méi)在液體中,請(qǐng)同學(xué)們思考一下,木塊的六個(gè)表面所受的壓力情況怎樣?
讓學(xué)生仔細(xì)觀察、思考。回答:在相同深度處,即前后左右四個(gè)表面受到的壓力大小相等,方向相反;在不同深度處,深度越深,物體表面所受的壓力也就越大。
教師:那么在前后左右四個(gè)表面所受的壓力有何關(guān)系?
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物體受力分析,由p=ρgh,F(xiàn)=pS=ρghS,得出在前后(或左右)兩個(gè)表面所受的壓力大小相等、方向相反。
教師:木塊的上下兩個(gè)表面所受的壓力又怎樣呢?又有何關(guān)系呢?
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物體受力分析,由p=ρgh,F(xiàn)=pS=ρghS,得出木塊的上下兩個(gè)表面存在壓力差。
2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
(播放視頻)
把一個(gè)用橡皮膜包裹的長(zhǎng)方體框架豎直浸沒(méi)在水中時(shí),六個(gè)面的橡皮膜均向內(nèi)凹陷,觀察前、后、左、右、上、下六個(gè)面上的橡皮膜凹陷的程度,發(fā)現(xiàn)了什么?
學(xué)生回答:發(fā)現(xiàn)前、后、左、右四個(gè)面上的橡皮膜凹陷的程度相同,而下表面橡皮膜比上表面橡皮膜凹陷的程度大。
引導(dǎo)學(xué)生解釋現(xiàn)象:
六個(gè)面的橡皮膜均向內(nèi)凹陷,表明液體內(nèi)部存在壓強(qiáng);下表面橡皮膜比上表面橡皮膜凹陷的程度大,驗(yàn)證了深度不同,其壓強(qiáng)不同的結(jié)論。分析長(zhǎng)方體受力的情況可知,浸沒(méi)在液體中的物體,其上、下表面受到液體對(duì)它的壓力差,這就是浮力產(chǎn)生的原因。
(板書(shū):浮力產(chǎn)生的原因:浮力就是液體對(duì)物體向上和向下的壓力差,公式:F浮=F向上-F向下)
例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問(wèn)題,教師補(bǔ)充講解)
例2 如圖所示,A、B是自由移動(dòng)的物體,C、D是容器自身凸起的一部分,現(xiàn)往容器里注入一些水,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. A物體不一定受到浮力作用
B. B物體一定受到浮力作用
C. C不一定受到浮力作用
D. D一定受浮力的作用
解析:A物體上表面沒(méi)有受到水的壓力,但下表面受到水的壓力,因此水對(duì)A物體上下表面產(chǎn)生了壓力差,故A物體受浮力的作用,A錯(cuò)誤;由圖可知,水對(duì)B、C上下表面都產(chǎn)生了壓力差,故B、C都受浮力的作用,B正確、C錯(cuò)誤;D上表面受到水的壓力,但下表面沒(méi)有受到水的壓力,因此D不受浮力的作用,D錯(cuò)誤。
答案:B
探究點(diǎn)三 影響浮力大小的因素
教師:我們雖然能計(jì)算出浮力的大小,但是浮力的大小究竟與哪些因素有關(guān)呢?現(xiàn)在請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)給大家演示一個(gè)實(shí)驗(yàn),將飲料瓶慢慢向下壓入水桶中的過(guò)程中,體會(huì)一下手所受的壓力大小變化情況,其他同學(xué)仔細(xì)觀察物體浸入液體中的體積變化情況。
教師:慢慢向下壓的過(guò)程中,你有何感受?
引導(dǎo)學(xué)生從手受到飲料瓶壓力的大小變化方面回答。
教師:為什么你的手受到的壓力會(huì)越來(lái)越大?
引導(dǎo)學(xué)生回答在往下壓飲料瓶的過(guò)程中,飲料瓶所受的浮力越來(lái)越大。
教師:你們又觀察到了什么現(xiàn)象?
引導(dǎo)學(xué)生觀察飲料瓶浸入液體中的體積變化情況。
教師:根據(jù)剛才你們所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可知飲料瓶浸入液體中的體積越大,手所受的壓力也越大。
教師:請(qǐng)你根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn),猜想一下,浮力的大小可能與哪些因素有關(guān)?
小組代表面向全體同學(xué)談體會(huì),學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分組討論、猜想、回答浮力的大小可能與物體浸入液體中的體積有關(guān)。
教師:一般情況下,人在水中會(huì)下沉,但是在密度比較大的死海中人卻能漂浮于水面,由此可知浮力大小還可能與什么因素有關(guān)?
學(xué)生回答與液體密度有關(guān)。
教師:如何驗(yàn)證我們的猜想是否正確?
引導(dǎo)學(xué)生回答驗(yàn)證猜想的方法,回答通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。(實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)猜想是否正確的標(biāo)準(zhǔn))
教師:剛才同學(xué)們猜想出物體所受的浮力可能與液體的密度和浸入液體中的體積有關(guān),在實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該采用什么方法?
引導(dǎo)學(xué)生回答實(shí)驗(yàn)用到的思想方法(控制變量法)。
教師:如果我要研究浸在液體中的物體所受的浮力的大小與液體的密度的關(guān)系,應(yīng)該怎樣做?
引導(dǎo)學(xué)生回答將同一物體完全浸在不同的液體中,通過(guò)讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),再通過(guò)F浮=G-F計(jì)算出浮力的大小進(jìn)行比較,就可以知道浸在液體中的物體所受的浮力的大小與液體的密度的關(guān)系。
教師:同學(xué)們請(qǐng)看桌上的物品,玻璃瓶中裝的分別是鹽水和酒精,下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)剛才的提示,采用表格形式設(shè)計(jì)出你的實(shí)驗(yàn)方案。
讓學(xué)生討論,找到實(shí)驗(yàn)方案。
教師:咱們一起來(lái)交流你的實(shí)驗(yàn)方案,看其他同學(xué)的想法是否跟你一樣,有沒(méi)有你想不到的,或是有沒(méi)有更好的想法。
學(xué)生交流。(在交流過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))
教師:下面根據(jù)你的想法,或者用你認(rèn)為好的想法去做實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證我們的猜想。
學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
教師:巡視,指導(dǎo)學(xué)生如何使用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
教師:大家交流一下你得出的結(jié)論,看別的同學(xué)是否跟你的結(jié)論一致。
結(jié)論:浸入液體中的物體所受的浮力與液體的密度和浸入液體中的體積有關(guān)。
教師:請(qǐng)同學(xué)們回顧一下,我們都有哪些收獲?哪位同學(xué)說(shuō)說(shuō)看,請(qǐng)大家交流。
板書(shū):浮力的大小跟液體的密度和物體浸在液體中的體積有關(guān);浮力的大小與物體的形狀、材料、浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)。
例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問(wèn)題,教師補(bǔ)充講解)
例3 小紅用彈簧測(cè)力計(jì)、鐵圓柱體、兩個(gè)相同的大燒杯做“探究影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示。
甲 乙 丙 丁 戊
(1)由圖可知:鐵圓柱體浸沒(méi)在水中所受浮力為_(kāi)_______N。
(2)由甲、乙、丁圖可探究的問(wèn)題是__________________ ______。
(3)由甲、丁、戊圖可以得出的結(jié)論是___________ ___。
(4)在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,請(qǐng)你添加合適的物體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究浮力大小與物體質(zhì)量是否有關(guān),請(qǐng)寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)思路:________。
解析:(1)由題圖甲可知鐵圓柱體的重力為G=5 N,由題圖丁可知,鐵圓柱體浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是F=1 N,根據(jù)稱重法,鐵圓柱體浸沒(méi)在水中所受浮力F浮=G-F=5 N-1 N=4 N。(2)比較甲、乙、丁圖可知,圓柱體部分浸在水中和浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力并不相同,因此可探究的問(wèn)題是:浮力的大小和排開(kāi)液體體積的關(guān)系。(3)比較甲、丁、戊圖可知,鐵圓柱體排開(kāi)液體的體積相同,液體密度不同時(shí),受到的浮力也不同,浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是5 N-1 N=4 N,浸沒(méi)在鹽水中時(shí)受到的浮力是5 N-0.6 N=4.4 N,故得出的結(jié)論是:浮力的大小和液體的密度有關(guān),V排相同時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大。(4)若要探究浮力大小與物體質(zhì)量是否有關(guān),應(yīng)控制排開(kāi)液體的體積相同、液體的密度相同,讓物體的質(zhì)量不同,控制V排相同時(shí),可選形狀、體積相同而質(zhì)量不同的物體浸沒(méi)在同種液體中,比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),就可得出結(jié)論。
答案:(1)4 (2)浮力的大小和排開(kāi)液體體積的關(guān)系 (3)浮力的大小和液體的密度有關(guān),V排相同時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大 (4)添加一個(gè)形狀、體積相同,質(zhì)量不同的物體,分別將它們浸沒(méi)在水中,比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),就可得出結(jié)論
課堂小結(jié)
本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了:
1.浮力的定義、方向和測(cè)量。
2.浮力產(chǎn)生的原因。
3.決定浮力大小的因素。
下面我們來(lái)檢驗(yàn)一下學(xué)習(xí)成果,請(qǐng)完成“ 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)”測(cè)試題。
布置作業(yè)
教材第52頁(yè)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第1至5題。
板書(shū)設(shè)計(jì)
重力G/N
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N
浮力F浮/N
一、浮力
1.浮力:浸在液體中的物體受到向上的力,這個(gè)力叫做浮力。
2.方向:豎直向上。
3.大小:F浮=G-F。
二、浮力產(chǎn)生的原因
1.浸沒(méi)在液體中的物體,其上、下兩表面所處深度不同,兩深度處液體的壓強(qiáng)也就不同,故受到液體的壓力不同,這就是浮力產(chǎn)生的原因。
2.計(jì)算:F浮=F向上-F向下。
三、決定浮力大小的因素
1.浮力的大小跟物體浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)。
2.浮力的大小跟物體浸在液體中的體積有關(guān)。
3.浮力的大小跟液體的密度有關(guān)。
這是一份人教版八年級(jí)下冊(cè)第十章 浮力10.1 浮力教案,共7頁(yè)。教案主要包含了自我介紹,闡述說(shuō)課的內(nèi)容與程序,說(shuō)課的過(guò)程,教學(xué)反思等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第十章 浮力10.1 浮力教案,共8頁(yè)。教案主要包含了指導(dǎo)思想與理論依據(jù),教學(xué)背景分析,教學(xué)目標(biāo),教學(xué)流程示意,教學(xué)過(guò)程,板書(shū)設(shè)計(jì),教學(xué)反思等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版八年級(jí)下冊(cè)10.1 浮力表格教案,共11頁(yè)。教案主要包含了知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感態(tài)度與價(jià)值觀,新課講授等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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