第一节 认识浮力（教学设计）物理沪科版2024八年级全一册

9.1 认识浮力（教学设计） 【学业要求】 1.物理观念： （1）认识浮力。 （2）了解浮力产生的原因。 2.科学思维： 理解浮力与压力、重力间的关系，建立科学思维。 3.科学探究： （1）通过观察，认识浮力的存在，学会用弹簧测力计测量浮力。 （2）经过探究，了解产生浮力的原因。 4.科学态度与责任： 认识浮力与压力、重力的关系，体会物理概念之间的联系，建立科学的世界观。 【重点难点】 学习重点：学会用弹簧测力计测量浮力。 学习难点：认识浮力产生的原因。 【器材准备】 1.烧杯、水、弹簧测力计、石块、细线等。 2.和《认识浮力》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 万吨巨轮在水中为什么不下沉？热气球为什么能腾空而起？这些现象都与浮力有关。那么，什么是浮力？浮力产生的原因是什么？ 通过本节学习，你便能找出答案。 二、自主学习：阅读课本，思考并尝试完成以下问题： 1．什么是浮力？ 浸在液体（气体）中的物体，会受到液体（气体）竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。 2.浮力的方向？ 浮力的方向总是竖直向上，与重力的方向相反。 3．如何用弹簧测力计测量物体受到的浮力？ 在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数。把石块浸入水中，观察记录弹簧测力计的示数。则F浮=G－F示。 4．浮力的产生原因是什么？ 浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。 要产生浮力，必须要有向上的压力。 三、合作探究： 探究一、什么是浮力 1. 流体 液体和气体，统称为流体。 冰山、巨轮、热气球都会受到重力的作用，但没有因此而沉入水底或落到地面，这表明它们受到向上的作用力。 事实上，无论是液体还是气体，对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力，物理学中把这个作用力叫做浮力 1.浮力的概念：浸在液体（气体）中的物体，会受到液体（气体）竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。 施力物体：液体（气体）；受力物体：浸在其中的物体。 2.做中学：探究液体浮力 （1）方法：如图所示，在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数。把石块浸入水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的。用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。 （2）现象：把石块浸入水中，弹簧测力计的示数会变小。 为什么石块浸入水中和被手托起时，弹簧测力计示数会有变化？ （3）分析论证： 液体会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 （4）计算公式：F浮=G－F示 （G表示物体在空气中的重力；F示表示物体浸在液体中时的弹簧测力计示数。） 2.做中学：探究空气浮力 （1）方法：将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态。然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杠杆会发生什么现象？ （2）现象：将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生倾斜。 （3）分析论证：气体会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 所以，篮球对杠杆左端的拉力变小，从而使杠杆右端下沉。 3.浮力的方向： 通过大量实验可以发现，无论是液体还是气体，都会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 浮力的方向总是竖直向上，与重力的方向相反。 探究二、浮力产生的原因 1.浸没在液体中的物体受力分析： 如图所示，一个立方体浸没（全部浸入）在水中，它的上、下、前、后、左、右六个表面都受到水的压力。立方体的左右、前后两侧面受到的压力是大小相等、方向相反的，即受力平衡；而上、下两个表面，由于深度不同，水的压强不同，因而受到水的压力也不相等。 2.浮力产生的原因： 下表面受到水向上的压力F1大于上表面受到水向下的压力F2，向上和向下这两个压力之差就等于水对立方体的浮力。 分析可知，浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。 3.浮力的公式： F浮=F1－F2 F1表示液体对物体下表面向上的压力；F2表示液体对物体上表面向下的压力。 4.对浮力的理解： （1）试一试：将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起； 如果将瓶下口堵住，乒乓球浮起。 （2）分析：可见，要产生浮力，必须要有向上的压力。 当物体与容器底部紧密接触时，由于物体没有受到向上的压力，所以此时物体不受浮力。 例如：桥墩、船陷入海底、打入水中的木桩等。 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：10分钟；分值：100分） 1.（10分）下列所举事例中：①在水中游泳的人；②深入淤泥的圆柱形桥墩；③空中的孔明灯。其中物体没有受到浮力的是 （选填序号）。 【答案】② 【详解】①在水中游泳的人受到水向上的压力大于向下的压力，受到浮力； ②深入淤泥的圆柱形桥墩由于底面埋在淤泥下，不能与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用； ③空中的孔明灯，是因为灯内空气受热，内部空气的密度减小，在空中飞行时，受到空气的浮力的作用。 2．（10分）．小王在河边玩耍时，发现水中有一块奇特的石头。在打捞过程中，小王觉得石头在水中比在水面上 （填“轻”或“重”），这是因为在水中时，石头受到一个方向向 的浮力。 【答案】 轻 上 【详解】[1][2]石头在水中时，小王用的力 F=G﹣F浮 浮力的方向是竖直向上的；石头在水面上时，小王用的力 F′=G 可见 F′>F 所以小王会觉得石头在水中比在水面上轻。 3. （10分）如图所示，将玻璃筒两端蒙上橡皮膜，当玻璃筒水平浸入水中时，观察到左、右两个橡皮膜的凹陷程度相同。当玻璃筒在水中竖直放置时，观察到下面橡皮膜凹陷程度比上面大，该现象表明 。据此，可分析 产生的原因。 【答案】 浸没在液体中的物体， 下表面受到的压力大于上表面受到的压力 浮力 【详解】[1]当玻璃筒放入水中时，橡皮膜产生凹陷，这是由于受到液体对橡皮膜的压力，下面橡皮膜凹陷程度比上面大，则该现象表明浸没在液体中的物体， 下表面受到的压力大于上表面受到的压力。 [2]浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差，所以根据此现象可分析浮力产生的原因。 4．（10分）如图所示，将重为20N的物体浸没在水中后，此时弹簧测力计的示数为15N，则物体受到的浮力为 N；若此时物体上表面受到水的压力为2N，则其下表面受到水的压力为 N。 【答案】 5 7 【详解】[1]如图所示，将重为20N的物体浸没在水中后，弹簧测力计的示数减小了5N，此时物体受到平衡力作用，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力，在竖直方向上合力为零，所以弹簧测力计减少的示数5N就等于物体受到的浮力。 [2]物体受到的浮力是由物体在液体中受到向上和向下的压力差形成的，若此时物体上表面受到水的压力为2N，则其下表面受到水的压力为 5．（10分）小明同学取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶，将瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，将乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，如图往塑料瓶里注水，乒乓球静止不动，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上运动。演示此实验主要用于（    ） A．探究液体压强的特点 B．研究物体的沉浮条件 C．证明大气压强的存在 D．解释浮力产生的原因 【答案】D 【详解】往塑料瓶里注水，乒乓球下表面受到水的压力为0，上表面受到的水的压力不为0，总的来看，水对乒乓球施加的向下的压力将乒乓球压在瓶口，乒乓球静止不动，此时乒乓球不受水的浮力；用手掌堵住瓶口，水逐渐填充瓶口空隙，乒乓球浸没在水中，此时水对乒乓球上下表面产生了压力差，从而使得乒乓球受到了浮力，且浮力大于重力，乒乓球将向上运动，所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．（10分）小明用小石块和弹簧测力计做实验，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．测力计的分度值是 B．石块所受的重力为 C．石块受到的浮力为 D．放入石块后杯底受液体的压强不变 【答案】C 【详解】A．观察弹簧测力计，我们可以看到其刻度盘上相邻两个刻度之间的数值差，即分度值。从图中可以看出，分度值为0.2N，而不是0.1N，故A错误； B．石块在空气中的重力可以通过弹簧测力计的示数直接读出。从图中我们可以看到，此时弹簧测力计的示数为3.8N，所以石块所受的重力为3.8N，故B错误； C．当石块完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数会减小，这个减小的值就是石块受到的浮力。根据浮力公式，浮力 F浮​=G−F示其中G是石块的重力，F示是石块浸没在水中时弹簧测力计的示数。从图中我们可以看到，此时弹簧测力计的示数为2.6N，所以石块受到的浮力 F浮=3.8N−2.6N=1.2N故C正确； D．当石块放入水中后，由于石块排开了一定体积的水，所以水的液面会上升。根据液体压强的公式p=ρgh，我们可以知道，在液体密度和重力加速度不变的情况下，液体深度h的增加会导致液体压强的增大。因此，放入石块后杯底受液体的压强会变大，故D错误。 故选C。 7.（10分）如图所示，一烧杯放在斜面上静止时，画出小球受到的浮力F浮和重力G的示意图。 【答案】 【详解】由图得，小球漂浮在水面上，受到的重力等于浮力，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上，过小球的球心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线，分别表示重力G、浮力F浮，表示两力的线段等长，如图所示： 8．（30分）如图所示，小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛，边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求： (1)A下表面受到的液体压力。 (2)弹簧测力计的示数。 【答案】(1)5N (2)5N 【详解】（1）下表面的深度为 A下表面受到的液体压强为 A下表面的面积为 A下表面受到的液体压力为 （2）由浮力产生的原因可知，A受到的浮力为 弹簧测力计的示数为 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.1 认识浮力（教学设计） 【学业要求】 1.物理观念： （1）认识浮力。 （2）了解浮力产生的原因。 2.科学思维： 理解浮力与压力、重力间的关系，建立科学思维。 3.科学探究： （1）通过观察，认识浮力的存在，学会用弹簧测力计测量浮力。 （2）经过探究，了解产生浮力的原因。 4.科学态度与责任： 认识浮力与压力、重力的关系，体会物理概念之间的联系，建立科学的世界观。 【重点难点】 学习重点：学会用弹簧测力计测量浮力。 学习难点：认识浮力产生的原因。 【器材准备】 1.烧杯、水、弹簧测力计、石块、细线等。 2.和《认识浮力》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 万吨巨轮在水中为什么不下沉？热气球为什么能腾空而起？这些现象都与浮力有关。那么，什么是浮力？浮力产生的原因是什么？ 通过本节学习，你便能找出答案。 二、自主学习：阅读课本，思考并尝试完成以下问题： 1．什么是浮力？ 2.浮力的方向？ 3．如何用弹簧测力计测量物体受到的浮力？ 4．浮力的产生原因是什么？ 三、合作探究： 探究一、什么是浮力 1. 流体 液体和气体，统称为流体。 冰山、巨轮、热气球都会受到重力的作用，但没有因此而沉入水底或落到地面，这表明它们受到向上的作用力。 事实上，无论是液体还是气体，对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力，物理学中把这个作用力叫做浮力 1.浮力的概念：浸在液体（气体）中的物体，会受到液体（气体）竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。 施力物体：液体（气体）；受力物体：浸在其中的物体。 2.做中学：探究液体浮力 （1）方法：如图所示，在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数。把石块浸入水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的。用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。 （2）现象：把石块浸入水中，弹簧测力计的示数会变小。 为什么石块浸入水中和被手托起时，弹簧测力计示数会有变化？ （3）分析论证： 液体会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 （4）计算公式：F浮=G－F示 （G表示物体在空气中的重力；F示表示物体浸在液体中时的弹簧测力计示数。） 2.做中学：探究空气浮力 （1）方法：将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态。然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杠杆会发生什么现象？ （2）现象：将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生倾斜。 （3）分析论证：气体会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 所以，篮球对杠杆左端的拉力变小，从而使杠杆右端下沉。 3.浮力的方向： 通过大量实验可以发现，无论是液体还是气体，都会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 浮力的方向总是竖直向上，与重力的方向相反。 探究二、浮力产生的原因 1.浸没在液体中的物体受力分析： 如图所示，一个立方体浸没（全部浸入）在水中，它的上、下、前、后、左、右六个表面都受到水的压力。立方体的左右、前后两侧面受到的压力是大小相等、方向相反的，即受力平衡；而上、下两个表面，由于深度不同，水的压强不同，因而受到水的压力也不相等。 2.浮力产生的原因： 下表面受到水向上的压力F1大于上表面受到水向下的压力F2，向上和向下这两个压力之差就等于水对立方体的浮力。 分析可知，浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。 3.浮力的公式： F浮=F1－F2 F1表示液体对物体下表面向上的压力；F2表示液体对物体上表面向下的压力。 4.对浮力的理解： （1）试一试：将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起； 如果将瓶下口堵住，乒乓球浮起。 （2）分析：可见，要产生浮力，必须要有向上的压力。 当物体与容器底部紧密接触时，由于物体没有受到向上的压力，所以此时物体不受浮力。 例如：桥墩、船陷入海底、打入水中的木桩等。 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：10分钟；分值：100分） 1.（10分）下列所举事例中：①在水中游泳的人；②深入淤泥的圆柱形桥墩；③空中的孔明灯。其中物体没有受到浮力的是 （选填序号）。 2．（10分）．小王在河边玩耍时，发现水中有一块奇特的石头。在打捞过程中，小王觉得石头在水中比在水面上 （填“轻”或“重”），这是因为在水中时，石头受到一个方向向 的浮力。 3. （10分）如图所示，将玻璃筒两端蒙上橡皮膜，当玻璃筒水平浸入水中时，观察到左、右两个橡皮膜的凹陷程度相同。当玻璃筒在水中竖直放置时，观察到下面橡皮膜凹陷程度比上面大，该现象表明 。据此，可分析 产生的原因。 4．（10分）如图所示，将重为20N的物体浸没在水中后，此时弹簧测力计的示数为15N，则物体受到的浮力为 N；若此时物体上表面受到水的压力为2N，则其下表面受到水的压力为 N。 5．（10分）小明同学取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶，将瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，将乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，如图往塑料瓶里注水，乒乓球静止不动，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上运动。演示此实验主要用于（    ） A．探究液体压强的特点 B．研究物体的沉浮条件 C．证明大气压强的存在 D．解释浮力产生的原因 6．（10分）小明用小石块和弹簧测力计做实验，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．测力计的分度值是 B．石块所受的重力为 C．石块受到的浮力为 D．放入石块后杯底受液体的压强不变 7.（10分）如图所示，一烧杯放在斜面上静止时，画出小球受到的浮力F浮和重力G的示意图。 8．（30分）如图所示，小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛，边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求： (1)A下表面受到的液体压力。 (2)弹簧测力计的示数。 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$