8.5学生实验：探究——影响浮力大小的因素 2023－2024学年北师大版物理八年级下册

五、学生实验：探究——影响浮力大小的因素 1．通过实验探究认识浮力，知道浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力叫浮力，知道浮力的方向是竖直向上的。 2．通过实验探究，知道浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差。 3．通过实验探究，知道浮力的大小与哪些因素有关，掌握阿基米德原理。 1．通过经历实验探究认识浮力的过程，引导学生学习用类比的方法认识浮力的方向和大小，培养学生的观察能力和分析概括能力。 2．通过实验探究浮力产生的原因，培养学生的观察能力和运用知识分析归纳的能力。 3．通过学生实验探究浮力的大小与哪些因素有关，培养学生的猜想假设、设计实验等科学探究能力，培养学生有步骤地进行实验的条理性。 情感、态度与价值观 1．通过经历实验探究浮力的大小与哪些因素有关的过程，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。 2．通过实验探究过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、团结协作精神。 探究浮力的大小与哪些因素有关。 探究浮力的大小与哪些因素有关。 透明深水槽、弹簧测力计、铝圆柱体、体积相同的铁块和铝块、体积较大的一个铁块、溢水杯、量筒、小烧杯、细线、水、盐水。 新课引入 观察实验 【演示】将一个黄色的乒乓球完全浸没水中，松手后，乒乓球会缓慢上浮，请大家先对乒乓球进行受力分析。 【生】乒乓球受到两个力的作用，一个是由于地球的吸引而受到的重力，另外一个力则是由水产生的向上的托力。 【师】我们把浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力称为浮力。今天我们就一起来学习浮力。 知识点一　浮力 观察：如图所示。 提出问题：石块放入水中后弹簧测力计的示数为什么会变小？ 归纳总结：1.这个现象表明浸在水中的石块受到水向上托的力。 2．浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力，叫浮力。它的施力物体是液体。 观察：如图所示。 提出问题：为什么游泳运动员能浮在水面上游泳？ 归纳总结：是因为浸在水中的运动员受浮力的作用。 知识点二　浮力产生的原因 观察：如图所示。 提出问题：浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力？ 归纳总结：将玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F左＝F右，其左右两端的合力F水平＝0；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上＞F向下，其上下两端的合力F竖直＝F向上－F向下，方向竖直向上。 观察：如图所示。 提出问题：浮力是怎样产生的？ 归纳总结：1.物体上、下表面所受压强不一样，而上、下表面的受力面积相同，所以下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，这个压力之差就是浮力。 2．方向：竖直向上。 知识点三　浮力的大小 1．浮力的大小与哪些因素有关 阅读教材P76～P77，探究浮力的大小与什么因素有关。 【问题与猜想】 问题：浮力的大小与哪些因素有关？ 猜想：可能与物体浸没在液体中的深度有关、可能与物体浸入液体的体积有关、可能与物体的形状有关、可能与物体的体积有关、可能与液体的密度有关。 【制订计划】 提出问题：面对这么多猜想，应该怎样研究浮力与这些因素之间的关系？ 归纳总结：控制变量法。研究浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系时，控制其他因素不变。只改变物体浸在液体中的深度，然后研究浮力大小与它的关系。 提出问题：怎样测量浮力的大小？ 归纳总结：浮力＝物体所受重力－物体浸在液体中时弹簧测力计的示数，即F浮＝G－F示。 实验器材：透明深水槽、弹簧测力计、铝圆柱体、水、盐水。 【实验过程】 (1)用弹簧测力计测出铝圆柱体所受的重力。 (2)将圆柱体浸入在水中5 cm、10 cm、15 cm深处，分别记录弹簧测力计的示数。 (3)计算出圆柱体浸入不同深度时所受浮力的大小。 (4)换成盐水重复实验。 【分析与结论】 浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关。 2．阿基米德原理 【问题与猜想】 问题：“浸入液体的体积”就是排开液体的体积。浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关，知道了体积和密度，你能求出什么物理量？ 猜想：浮力的大小与排开液体的重力有关。 【制订计划】 实验器材：体积相同的铁块和铝块、体积较大的一个铁块、弹簧测力计、溢水杯、一杯水、量筒、小烧杯、一杯盐水、细线。 【实验过程】 (1)如图所示，用弹簧测力计分别测量出铁块在水中所受的浮力和铁块排开水的重力，比较它们的大小关系。换用铝块、大铁块重复上述实验。 (2)把水换成盐水重复实验。 【收集证据】 实验数据记录表： 研究 对象 物体 的重 力/N 浸入液体 中后弹簧 测力计的 示数/N 浮力 /N 空桶 的重 力/N 桶和液 体的总 重/N 溢出液 体的重 力/N 铁块 铝块 大铁块 【分析与结论】物体所受的浮力等于物