内容正文:
第九章 浮力与升力
第1节 认识浮力
教学目标
【知识与技能】
1.通过实验探究知道什么是浮力,了解浮力产生的原因.
2.知道影响浮力大小的因素.
【过程与方法】
通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力,通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因.
【情感、态度与价值观】
1.亲身参与科学探究的过程,在活动中大胆提出自己的猜想,能实事求是地记录数据,并根据实验数据提出自己的见解,有与他人合作交流的愿望.
2.在解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦.
重点难点
【重点】
1.浮力概念的建立.
2.“称重法”测浮力.
【难点】
1.浮力产生的原因.
2.浮力的大小与哪些因素有关.
教学过程
知识点一 什么是浮力
【自主学习】
阅读课本P84-85,完成以下问题:
1.浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力,这个托力就叫做浮力.
2.用弹簧测力计可以测量浮力的大小.
【合作探究】
演示一 与浮力有关的物理现象
1.用救生圈的儿童为什么能在水中不下沉?
用钢铁制成的万吨巨轮为什么能浮在水面上
热气球为什么能腾空升起
结论:因为它们都受到了液体或气体竖直向上的浮力.
活动 比较金属块在空气和水中称量时弹簧测力计的示数.
1.如图所示,在弹簧测力计下挂一个金属块,此时弹簧测力计的示数是2.2N.
2.金属块在水中时,弹簧测力计的示数为2N.
3.金属块在水中时,弹簧测力计的示数比在空气中时减少了0.2N.
4.结论:浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力.
5.称重法测浮力:先用弹簧测力计测出物体的重力G.再把物体浸入水中,记录弹簧测力计的示数F示,则F浮=G-F示.物理学中把这种测浮力大小的方法,叫做称重法.
演示二 什么是浮力
1.什么是浮力?
答:浸在液体(或气体)中的物体会受到液体(或气体)竖直向上的托力,这个托力就叫做浮力.
2.浮力的方向是怎样的?
答:浮力的方向是竖直向上的,与重力的方向相反.
3.浮力的施力物体是什么?
答:浮力的施力物体是液体(或气体).
【教师点拨】
对浮力的理解应注意的四个问题.
(1)浮力的方向竖直向上.
(2)“浸在”包含两种情况,一是物体一部分浸入液体(或气体);二是物体完全浸入液体(或气体)中.“浸没”则是完全浸入.
(3)浮力的施力物体是液体(或气体),受力物体是浸在其中的物体.
(4)一切浸入液体(或气体)中的物体,(物体与容器紧密接触的除外)都受到浮力的作用,无论物体漂浮还是下沉.
【跟进训练】
1.一金属块在空气中称重力为27 N,把它全部浸没在水中称弹簧测力计的示数为17 N,则该金属块受到的浮力为10N.
2.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是F3(选填“F1”“F2”“F3”或“F4”).
知识点二 浮力是怎样产生的
【自主学习】
阅读课本P85-86,完成以下问题:
浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的.
【合作探究】
演示三 浸没在液体中的物体
1.如图所示,将两端开口的圆柱形空筒两端蒙上橡皮膜,分别水平和竖直地将其浸没在水中,橡皮膜有什么变化?说明了什么?
答:水平放置时,两端橡皮膜都凹陷了,如图甲所示;竖直放置时,两端橡皮膜也都凹陷了,如图乙所示.说明了橡皮膜受到了力.
2.再仔细观察橡皮膜凹陷的程度有什么差异?说明了什么?
答:水平放置时,两端的橡皮膜凹陷的程度一样,说明了其表面所受的力大小一样;竖直放置时,两端的橡皮膜凹陷程度不同,下端的橡皮膜凹陷程度更大,说明物体下表面受到的力大于上表面受到的力.
3.通过实验能得到什么结论?
答:浸没在液体中的物体受到来自液体的各个方向的力.
演示四 浮力是怎样产生的
取一个长方体作为研究对象,它的受力情况如下图所示:
1.物体上下、左右、前后表面受到压力的施力物体是什么?压力的大小、方向有什么特点?
答:施力物体是液体.如下图所示,物体左右、上下表面所受压力的大小相同,方向相反,相互抵消;而物体上下表面由于所处深度不同,压强大小不同,故所受压力大小不同,下表面所受压力大于上表面所受压力,二者的合力方向竖直向上.
2.物体上、下表面受到的压力大小各是多少?
答:物体的上表面:F向下=p向下S=ρ液gh1S.
物体的下表面:F向上=p向上S=ρ液gh2S.
3.物体上、下表面的压力差的作用效果体现在哪里?
答:物体上、下表面的压力差方向竖直向上,使得物体受到向上的力,即浮力.浮力是由于液体对物体向上、向下的压力差产生的.
演示五 不会上浮的乒乓球
1.图甲中乒乓球浮在水面,这是通常的情况,而图乙中乒乓球“沉”在水底,这是为什么呢?
答:分析图乙中乒乓球受力可知,乒乓球受到水对其上表面向