第1节 浮力（导学案）物理新教材人教版八年级下册

第1节 浮力 （导学案） 【学习目标】 物理观念：通过观察生活现象和实验，形成浮力的初步概念，知道浮力的方向、施力物体和受力物体。能运用F浮 = G - F拉计算浮力大小，知道浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体密度有关。 科学思维：能通过对浸没铝块的受力分析，运用二力平衡和同一直线上二力合成的知识，演绎推理出F浮 = G - F拉。在探究影响浮力大小因素的实验中，能应用控制变量法设计实验、分析数据、归纳结论。 科学探究：经历“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程，能提出可探究的物理问题，作出有依据的猜想，设计实验方案，正确使用弹簧测力计收集数据，并通过分析论证得出初步结论。 科学态度与责任：通过观察和实验，激发探索自然界奥秘的好奇心。在探究活动中养成实事求是、合作交流的科学态度。通过了解浮力在生活中的广泛应用，体会物理学对人类社会发展的价值。 【学习重点】 1、认识浮力，会用弹簧测力计测量浮力大小。 2、通过探究实验，知道浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体密度有关。 【学习难点】 1、理解“下沉物体也受浮力”，并掌握F浮 = G - F拉的测量原理。 2、理解“浮力大小与浸没深度无关”，并能在探究实验中应用控制变量法。 【自主预习】《第1节 浮力》，并完成以下问题： 1、浮力 （1）定义：浸在液体（或气体）中的物体受到 向上 的力，这个力叫作浮力； （2）方向：竖直向上，施力物体是液（气）体； （3）“称重法”测浮力：利用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G和物体浸在液体中受到的拉力F，则物体受到的浮力F浮= F浮=G−F拉 ； A.测物体重力：用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G（图甲）。 B.测浸没时的拉力：将物体浸没在液体中，读出弹簧测力计的示数F拉（图乙）。 C.浮力计算：浮力大小为物体重力与浸没时拉力的差值，即F浮=G−F拉。 2．浮力大小的因素实验探究 （1）实验目的：探究影响浮力大小的因素。 （2）实验原理：F浮=G-F读。 （3）实验方法：控制变量法。 （4）实验器材：弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。重要器材的作用：弹簧测力计：测量拉力，水、盐水：改变液体密度。 （5）实验步骤 步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。 步骤②把石块慢慢浸入水中，直至石块完全没入水中，并观察弹簧测力计读数变化。 步骤③把水换成盐水，重复步骤②。 步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。 步骤⑤记录数据，整理器材。 （6）实验结论及应用(选填“有关”或“无关”) A.浮力大小跟浸入液体（水）中的体积有关。 B.浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟物体所在深度无关。 C.比较步骤二、三可知，浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟液体密度有关，密度大的浮力大。 9、浮力产生的原因： （1）液体内部压强随深度增加而增大，浸没在液体中的物体（如长方体），下表面深度大于上表面深度，因此下表面受到的液体压强大于上表面的压强。 （2）物体上下表面受力面积相同，根据F=pS，下表面受到的向上的压力F2大于上表面受到的向下的压力F1。 （3）浮力是液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的，即F浮=F2−F1。 【探究新知】 知识点1、浮力 1、这些物体都受到重力的作用，为什么没有沉入水底？是什么力量把它们“托”起来的？ 这个“托力”是谁施加的？方向如何？ 答：水对浸在其中的物体有一个竖直向上的托力，这个力叫浮力。 演示实验：下沉物体受浮力吗？ 教材“测量浸没在水中的铝块所受的浮力”实验。 步骤1： 测铝块重力G。 步骤2： 将铝块浸没水中，读示数F拉。 提问3： 示数为什么变小了？这说明了什么？ 步骤3： 改变铝块浸没深度，示数变吗？ 提问4： 这个现象说明，浸没在水中的物体所受浮力大小与深度有关吗？ 答：变小了，说明水对铝块有向上的力（浮力）。不变，说明浮力与浸没深度无关。 【活动3】理论分析：如何测量浮力？ 结合教材“想想议议”，画出铝块浸没前后受力示意图（重力G、拉力F拉、浮力F浮）。 提问5： 铝块静止，说明它处于什么状态？ 答：平衡状态 提问6： 根据同一直线上二力合成的知识，F拉和F浮的合力是多少？这个合力与重力G有什么关系？ 答：F合 = F拉 + F浮；G =F合 提问7： 你能由此推导出计算浮力大小的公式吗？ 答：G = F拉 + F浮 → F浮 = G - F拉。 板书并强调：F浮 = G - F拉（称重法）。 例题1：浸没在水中的木块A（左图），其上表面受到水的压力F1=8N，下表面受到水的压力 F2=13N，请问木块A所受浮力大小为 ；用弹簧测力计称物体B（右图） G物=19N，将物体B浸没水中后称弹簧测力计示数为F拉=11N，物体B所受浮力为 N。 【答案】 5N 8 【详解】[1]根据浮力的产生原因可知木块A所受浮力大小为 [2]根据称重法，物体B所受浮力为 例题2：在弹簧测力计下挂一重物，当把重物由空气中浸没在某液体中时，弹簧测力计减小的示数表示（   ） A．重物所受的重力 B．重物所受的浮力 C．重物所受重力与浮力之差 D．重物的质量 【答案】B 【详解】对物体进行受力分析，没有放入某液体中时，物体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，它们是一对平衡力，大小相等即；当物体全部浸没在液体中时，物体受到竖直向上的拉力和浮力，还有竖直向下的重力，三个力的关系是，所以，弹簧测力计减小的示数为 即弹簧测力计减小的示数表示重物所受的浮力，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 知识点2、决定浮力大小的因素 【活动4】探究浮力大小与哪些因素有关 1. 提出问题与猜想： 提问8： 根据你的生活经验，浮力的大小可能跟什么因素有关？说说你的理由。 猜想：物体浸入体积、液体密度、物体密度、形状等 2. 设计实验与进行实验： 提问9： 这么多因素，我们如何研究？物理学中常用什么方法？ 答：控制变量法 阅读教材“实验思路”。明确本次课重点探究两个因素：①物体浸在液体中的体积；②液体的密度。 分组实验一：探究浮力与浸入体积的关系 提问10： 如何改变“浸入体积”？如何保证只改变这一个因素？ 答：将圆柱体金属块逐渐浸入；用同一金属块、同种液体。 实验并记录浸入1/4、1/2、3/4、全部时弹簧测力计的示数，并计算F浮。 分组实验二：探究浮力与液体密度的关系 提问11： 如何改变液体密度？如何保证其他因素相同？ 答：用水和浓盐水；同一金属块浸没在同一深度。 实验并记录金属块浸没在水和盐水中时弹簧测力计的示数，计算F浮。 3. 分析论证： 提问12： 分析你们组的数据，能得出什么结论？ 例题3：小明将一重物悬挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和盐水中，如图所示，则重物浸没在水中所受浮力为 N ，从图中还可看出重物所受浮力的大小与液体的 有关，若已知图（c）中重物上表面受到盐水的压力为1N，则重物下表面受盐水压力为 N。 【答案】 1 密度 2.1 【详解】[1]由图（a）可知，重物的重力；由图（b）可知，重物浸没在水中时弹簧测力计的示数。根据称重法测浮力，重物浸没在水中所受浮力 [2]重物浸没在水和盐水中时，排开液体的体积相同（都等于重物自身的体积），但液体的密度不同（水和盐水密度不同），弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，所以可看出重物所受浮力的大小与液体的密度有关。 [3]由图（a）和（c）可知，重物浸没在盐水中所受浮力 根据浮力产生的原因，浮力等于物体下表面受到的压力减去上表面受到的压力，即 已知，则重物下表面受盐水压力  知识点3、浮力产生的原因 回顾第九章液体压强知识。 提问13： 液体内部压强有什么特点？ 答：向各个方向都有压强，深度越大压强越大。 提问14： 长方体前后、左右四个侧面受到的压强和压力有什么关系？ 答：深度相同，压强相等，压力平衡。 提问15： 上下表面受到的压强和压力呢？ 答：h下 > h上，故P下 > P上，F下 > F上。 提问16： 这个压力差（F下 - F上）的方向如何？它其实就是什么？ 答：方向向上，这个压力差就是浮力。 例题4如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是（　　） A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C物体不一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用 【答案】B 【详解】浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的。如果物体下表面没有液体（或下表面受到的压力为 0），则不受浮力。 AB．A漂浮在水面上，B物体完全浸没在水中，两物体的下表面有向上的水压力，一定受到浮力，故A错误，B正确； C．C物体是容器壁凸起的部分，下表面有水，受水的压力，所以C受到浮力作用，故C错误； D．D物体是容器底凸起的一部分，下表面没有水（与容器底部一体，没有水进入下表面）。下表面不受水的压力，因此没有向上的压力，只有上表面受到向下的水压力。所以D不受浮力，故D错误。 故选B 。 【课堂总结】 【课内知识通关练】 1、用一根细线的两端分别固定乒乓球与大烧杯底部，注水浸没乒乓球后，将大烧杯底部一端垫高。乒乓球在水中的位置和所受浮力示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】乒乓球在竖直向下的重力和拉力，以及竖直向上的浮力三个力的共同作用下保持平衡，将大烧杯底部一端垫高后，乒乓球受到的重力、拉力和浮力方向都不会发生变化，每个力都在竖直方向，乒乓球仍然保持这种平衡，细线保持竖直，故只有A正确，BCD错误。 故选A。 2、关于浮力，下列说法中正确的是（    ） A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力 B．只要下沉的物体就不会受到浮力 C．一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对它施加的浮力 D．浮力的方向总是垂直向上的 【答案】C 【详解】ABC．一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对其下表面施加的向上的力，其上、下表面存在压力差，故都受到液体对它施加的浮力，故C正确，AB错误； D．浮力的方向总是竖直向上的，不是垂直向上，故D错误 故选C。 3、如图所示，冰块浮于饮料上，冰块所受浮力的施力物体是（　　） A．吸管 B．饮料 C．柠檬片 D．玻璃杯 【答案】B 【详解】冰块浮于饮料上，冰块下表面受到饮料向上的压力，冰块上、下表面受到饮料对它的压力不同，产生了浮力，所以冰块所受浮力的施力物体是饮料，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4、一个浸没在水中的圆柱体上表面受到水的压力为5N，下表面受到水的压力为13N， 如图所示。下列说法正确的是（    ） A．该圆柱体受到的浮力为18N B．该圆柱体受到的浮力为8N C．该圆柱体的侧面不受水的压力 D．该圆柱体除了受到水的压力外还受重力和浮力 【答案】B 【详解】AB．由压力差法可知，该圆柱体受到的浮力F浮=F下-F上=13N-5N=8N，故A错误，B正确； C．因为液体向各个方向都有压强，由可知，该圆柱体的侧面也受水的压力，故C错误； D．对该圆柱体进行受力分析可知，其侧面受到水的压力相互抵消，上下表面受到水的压力差就是浮力，所以该圆柱体实际上只受重力和浮力的作用，故D错误。 故选B。 5、用针将重为4N的正方体小木块按入水中浸没（如图），此木块上表面受到水的压力为12N，下表面受到水的压力为18N，则木块受到浮力的方向是 的，大小为 N。 【答案】 竖直向上 6 【详解】[1]浮力的方向总是竖直向上的。木块受到浮力的方向是竖直向上。 [2]根据浮力产生的原因，浮力的大小等于物体上下表面受到的压力差，即，由题意可知 6、在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中： (1)用弹簧测力计测出物体的重力为G，将物体部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F1，根据称重法，此时物体在水中受到的浮力= （用字母表示）。 (2)保持液体密度不变，改变物体排开液体的体积，比较物体部分浸入和完全浸入水中时弹簧测力计的示数，可探究浮力大小与 的关系。 (3)保持物体排开液体的体积不变，将物体分别浸没在水和盐水中，比较弹簧测力计的示数，可探究浮力大小与 的关系。 【答案】(1) (2)排开液体的体积 (3)液体密度 【详解】（1）称重法测浮力，浮力的大小等于物体的重力减去物体浸入液体中时弹簧测力计的示数，即 （2）在探究浮力大小与排开液体体积的关系时，要控制液体密度不变，改变物体排开液体的体积，故保持液体密度不变，改变物体排开液体的体积，可探究浮力大小与排开液体的体积的关系。 （3）在探究浮力大小与液体密度的关系时，要控制物体排开液体体积不变，改变液体的密度，保持物体排开液体的体积不变，将物体分别浸没在水和盐水中，可探究浮力大小与液体密度的关系。 7、如图，洗手盆底部的出水口塞着水堵头。则水对水堵头 压强， 浮力。（均选填“有”或“没有”） 【答案】 有 没有 【详解】[1][2]洗手盆底部的出水口塞着水堵头，水对水堵头有向下的压强，水堵头受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，侧面会受到水向上的压力小于水向下的压力，所以水堵头不受浮力。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 浮力 （导学案） 【学习目标】 物理观念：通过观察生活现象和实验，形成浮力的初步概念，知道浮力的方向、施力物体和受力物体。能运用F浮 = G - F拉计算浮力大小，知道浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体密度有关。 科学思维：能通过对浸没铝块的受力分析，运用二力平衡和同一直线上二力合成的知识，演绎推理出F浮 = G - F拉。在探究影响浮力大小因素的实验中，能应用控制变量法设计实验、分析数据、归纳结论。 科学探究：经历“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程，能提出可探究的物理问题，作出有依据的猜想，设计实验方案，正确使用弹簧测力计收集数据，并通过分析论证得出初步结论。 科学态度与责任：通过观察和实验，激发探索自然界奥秘的好奇心。在探究活动中养成实事求是、合作交流的科学态度。通过了解浮力在生活中的广泛应用，体会物理学对人类社会发展的价值。 【学习重点】 1、认识浮力，会用弹簧测力计测量浮力大小。 2、通过探究实验，知道浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体密度有关。 【学习难点】 1、理解“下沉物体也受浮力”，并掌握F浮 = G - F拉的测量原理。 2、理解“浮力大小与浸没深度无关”，并能在探究实验中应用控制变量法。 【自主预习】《第1节 浮力》，并完成以下问题： 1、浮力 （1）定义：浸在液体（或气体）中的物体受到 的力，这个力叫作浮力； （2）方向： ，施力物体是 ； （3）“称重法”测浮力：利用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G和物体浸在液体中受到的拉力F，则物体受到的浮力F浮= ； A.测物体重力：用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G（图甲）。 B.测浸没时的拉力：将物体浸没在液体中，读出弹簧测力计的示数F拉（图乙）。 C.浮力计算：浮力大小为物体重力与浸没时拉力的差值，即 。 2．浮力大小的因素实验探究 （1）实验目的：探究影响浮力大小的因素。 （2）实验原理： 。 （3）实验方法： 。 （4）实验器材：弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。重要器材的作用：弹簧测力计： ，水、盐水： （5）实验步骤 步骤①用弹 计测量石块在空气中的重力。 步骤②把石块慢慢浸入水中，直至石块完全没入水中，并观察弹簧测力计读数变化。 步骤③把水换成 ，重复步骤②。 步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。 步骤⑤记录数据，整理器材。 （6）实验结论及应用(选填“有关”或“无关”) A.浮力大小跟浸入液体（水）中的体积 。 B.浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟物体所在深度 。 C.比较步骤二、三可知，浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟液体密度 ，密度大的浮力大。 9、浮力产生的原因： （1）液体内部压强随深度增加而 ，浸没在液体中的物体（如长方体），下表面深度大于上表面深度，因此下表面受到的液体压强 上表面的压强。 （2）物体上下表面受力面积相同，根据F=pS，下表面受到的向上的压力F2 上表面受到的向下的压力F1。 （3）浮力是液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的，即 。 【探究新知】 知识点1、浮力 1、这些物体都受到重力的作用，为什么没有沉入水底？是什么力量把它们“托”起来的？ 这个“托力”是谁施加的？方向如何？ 答： 演示实验：下沉物体受浮力吗？ 教材“测量浸没在水中的铝块所受的浮力”实验。 步骤1： 测铝块重力G。 步骤2： 将铝块浸没水中，读示数F拉。 提问3： 示数为什么变小了？这说明了什么？ 步骤3： 改变铝块浸没深度，示数变吗？ 提问4： 这个现象说明，浸没在水中的物体所受浮力大小与深度有关吗？ 答： 【活动3】理论分析：如何测量浮力？ 结合教材“想想议议”，画出铝块浸没前后受力示意图（重力G、拉力F拉、浮力F浮）。 提问5： 铝块静止，说明它处于什么状态？ 答： 提问6： 根据同一直线上二力合成的知识，F拉和F浮的合力是多少？这个合力与重力G有什么关系？ 答： 提问7： 你能由此推导出计算浮力大小的公式吗？ 答： 板书并强调：F浮 = G - F拉（称重法）。 例题1：浸没在水中的木块A（左图），其上表面受到水的压力F1=8N，下表面受到水的压力 F2=13N，请问木块A所受浮力大小为 ；用弹簧测力计称物体B（右图） G物=19N，将物体B浸没水中后称弹簧测力计示数为F拉=11N，物体B所受浮力为 N。 例题2：在弹簧测力计下挂一重物，当把重物由空气中浸没在某液体中时，弹簧测力计减小的示数表示（   ） A．重物所受的重力 B．重物所受的浮力 C．重物所受重力与浮力之差 D．重物的质量 知识点2、决定浮力大小的因素 【活动4】探究浮力大小与哪些因素有关 1. 提出问题与猜想： 提问8： 根据你的生活经验，浮力的大小可能跟什么因素有关？说说你的理由。 猜想： 2. 设计实验与进行实验： 提问9： 这么多因素，我们如何研究？物理学中常用什么方法？ 答： 阅读教材“实验思路”。明确本次课重点探究两个因素：①物体浸在液体中的体积；②液体的密度。 分组实验一：探究浮力与浸入体积的关系 提问10： 如何改变“浸入体积”？如何保证只改变这一个因素？ 答： 实验并记录浸入1/4、1/2、3/4、全部时弹簧测力计的示数，并计算F浮。 分组实验二：探究浮力与液体密度的关系 提问11： 如何改变液体密度？如何保证其他因素相同？ 答： 实验并记录金属块浸没在水和盐水中时弹簧测力计的示数，计算F浮。 3. 分析论证： 提问12： 分析你们组的数据，能得出什么结论？ 例题3：小明将一重物悬挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和盐水中，如图所示，则重物浸没在水中所受浮力为 N ，从图中还可看出重物所受浮力的大小与液体的 有关，若已知图（c）中重物上表面受到盐水的压力为1N，则重物下表面受盐水压力为 N。  知识点3、浮力产生的原因 回顾第九章液体压强知识。 提问13： 液体内部压强有什么特点？ 答： 提问14： 长方体前后、左右四个侧面受到的压强和压力有什么关系？ 答： 提问15： 上下表面受到的压强和压力呢？ 答： 提问16： 这个压力差（F下 - F上）的方向如何？它其实就是什么？ 答： 例题4如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是（　　） A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C物体不一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用 【课堂总结】 【课内知识通关练】 1、用一根细线的两端分别固定乒乓球与大烧杯底部，注水浸没乒乓球后，将大烧杯底部一端垫高。乒乓球在水中的位置和所受浮力示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 2、关于浮力，下列说法中正确的是（    ） A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力 B．只要下沉的物体就不会受到浮力 C．一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对它施加的浮力 D．浮力的方向总是垂直向上的 3、如图所示，冰块浮于饮料上，冰块所受浮力的施力物体是（　　） A．吸管 B．饮料 C．柠檬片 D．玻璃杯 4、一个浸没在水中的圆柱体上表面受到水的压力为5N，下表面受到水的压力为13N， 如图所示。下列说法正确的是（    ） A．该圆柱体受到的浮力为18N B．该圆柱体受到的浮力为8N C．该圆柱体的侧面不受水的压力 D．该圆柱体除了受到水的压力外还受重力和浮力 5、用针将重为4N的正方体小木块按入水中浸没（如图），此木块上表面受到水的压力为12N，下表面受到水的压力为18N，则木块受到浮力的方向是 的，大小为 N。 6、在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中： (1)用弹簧测力计测出物体的重力为G，将物体部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F1，根据称重法，此时物体在水中受到的浮力= （用字母表示）。 (2)保持液体密度不变，改变物体排开液体的体积，比较物体部分浸入和完全浸入水中时弹簧测力计的示数，可探究浮力大小与 的关系。 (3)保持物体排开液体的体积不变，将物体分别浸没在水和盐水中，比较弹簧测力计的示数，可探究浮力大小与 的关系。 7、如图，洗手盆底部的出水口塞着水堵头。则水对水堵头 压强， 浮力。（均选填“有”或“没有”） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $