第一节 浮力

教学设计示例1

　　一、课时安排     1课时

　　二、教具准备

　　示教弹簧秤、水、硫酸铜溶液、橡皮泥、木块、乒乓球（注有适量水）、无底塑料矿泉水、瓶、弹簧秤、烧杯2个、石块．

　　三、教学步骤

　　复习提问：

　　力的测量工具是什么？

　　用弹簧秤吊着橡皮泥．

　　橡皮泥受几个力？

　　两个．

　　两个力有什么关系？

　　是一对平衡力．

　　力平衡的条件是什么？

　　 （演示实验）用手托住橡皮泥，分析橡皮泥受力情况，看到什么现象？（弹簧秤示数变小了）分析变化的原因？手给木块的托力多大？如何求？

　　（演示实验）将弹簧秤吊着的橡皮泥放入水中浸没，观察到什么现象？（弹簧秤示数也变小了）

　　（提问）这个现象说明什么问题？（浸没在水中的物体受到水对它向上托的力）

　　怎么求出这个力呢？（重力减弹簧称的拉力）

　　浸没在水中的物体受到水对它向上托的力，这种力我们称之为“浮力”．

　　请学生小结求浮力的实验方法．

　　1．先测重力G

　　2．物体放入液体中看弹簧秤示数

　　3．求浮力

　　（学生实验）请同学们分组做实验测测橡皮泥完全浸入与部分浸入水中、硫酸铜溶液中的浮力有多大？

　　得出结论：一切浸在液体中的物体，都受到液体对它竖直向上托的力——浮力．

　　同时应对“浸在”进一步说明：可以是完全浸入或部分浸入．   

　　一、一切浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力．（板书）

　　二、浮力产生的原因（板书）

　　浮力产生的原因是什么呢？我们一起做一个实验．

　　展示一个长方体框架，上下蒙有橡皮膜，把它竖直压入水中．请学生描述观察到得现象．请学生分析其原因．

　　实验反映出：下表面受到水的压强大于上表面受到水压强．这是因为：上表面距水面的深度小于下表面距水面的深度．又因长方体上下表面的面积相等，因此，下表面受到水的竖直向上的压力大于上表面受到水的竖直向下的压力，其合力是竖直向上的．Ｆ_合＝Ｆ_１－Ｆ₂

　　请学生思考：长方体前后、左右四个侧面是否也受到液体的压力？左右两侧、前后两侧是否也会出现压力差？

　　立方体浸没在水中，其左右两个侧面和前后两个侧面的面积分别相等，并且相对应的部位，距水面的深度相同，水对它们的压强相等．所以立方体左右两个侧面和前后两个侧面受到水的压力的大小分别相等，方向分别相反．

　　所以：浸在液体中的物体，上下表面受到的压力差就是浮力，浮力的方向总是竖直向上的．

　　给出压力差法求浮力的公式

　　

　　学生实验：把一块腊块放入烧杯里，让腊块紧贴烧杯底，加入水，观察腊块会否上浮？然后拨动腊块，使之不再紧贴烧杯底，观察能否上浮，让学生分析实验现象得原因．

　　讨论：1874年8月的一天，在大西洋亚速尔群岛的西南方，有一艘深海考察潜艇，为研究海底矿产资源的分布，正在向深处下潜．

　　舱内的考察人员被海底迷人的景色陶醉了，致使下潜速度过大，船体猛然撞到海底，陷入海底的沉积物中了．

　　船员把潜艇水舱中的水全部排出，企图上浮．奇怪的是，潜艇丝毫不动，像被海底“吸”住一样．这是为什么？难道浮力真的消失了吗？怎么办？你能替他们想出摆脱困境的办法吗？

　　三、物体的浮沉条件（板书）

　　提问：既然一切浸入液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力，为什么物体有的上浮、有的下沉、有的还可停留在液体中的任何地方？

　　演示：提示同学观察物体在水中运动情况．

　　把铁块浸没在水中，放手后铁块下沉．

　　把木块浸没在水中，放手后木块上浮．

　　把装有少量水并用胶盖盖严的小瓶(可用装青霉素的小药瓶，用注射器仔细调整瓶内水量或调整装入的细砂，直至可悬浮在水中为止)浸没在水中，放手后小瓶可悬浮在水中．

　　学生讨论：浸没在水中下沉的铁块、上浮的木块、悬浮的小瓶各受到几个力的作用？大小关系如何？说明力的方向．

　　教师结合实验，边讲边画出浸没下沉的铁块、上浮的木块和悬浮的小瓶受力分析示意图，总结出浮沉条件．

　　让学生观察实验：浸没在水中的木块放手后上浮，最后浮出水面，漂在水面不动．教师指出，木块漂在水面上时，只有一部分浸入水中，叫做漂浮．漂浮在水面上的木块受几个力的作用？它们的关系如何？

　　学生回答，教师总结物体的浮沉条件并板书：

　　3.物体的浮沉

　　(1)下沉：F_浮＜G

　　(2)上浮：F_浮＞G

　　(3)悬浮：F_浮=G

　　(4)漂浮：F_浮=G--物体的一部分浸入液体中"

　　教师说明：

　　(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用．下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面．

　　(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动．但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体在一部分浸入液体中．悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中．

　　(3)完成课本图12-3中的填空题．

　　三、布置作业：

　　1.完成本节课文练习1～5题．

　　2.思考题：本节后面的"想想议议"．

　　七、板书设计

第十二章  第一节  浮力

　　        一、一切侵入液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力

　　       

　　        二、浮力产生的原因

　　        没在液体中的物体上下表面受到的压力差

　　       

　　        三、物体的浮沉条件下沉  

　　          悬浮  

　　          上浮  

　　          漂浮  

 

教学设计示例2

　　一、教具

　　演示实验器材：正方形木块、乒乓球、玻璃水槽、水、铁块、小药瓶、注射器、细砂．

　　学生实验器材：弹簧测力计、石块、细线、烧杯、水和酒精．

　　二、教学过程：

　　一、引入新课

　　船可以浮在水面，潜水艇能潜入水下航行，节日放飞的气球可以升到空中，金鱼可以轻盈地在水中上下游动，这些都是有关浮力的问题．从本节起学习新的一章"浮力"．

　　板书："第十二章 浮 力

　　一、浮 力"

　　二、进行新课：

　　1．什么是浮力？

　　(1)演示实验：放入水中的木块放手后，木块从水里浮上来，最后浮在水面上静止不动．

　　提问：从水里浮上来和浮在水面上的木块受几个力的作用？施力物体是什么？力的方向如何？

　　学生回答后教师小结：从水里浮上来的木块受到竖直向下的重力，施力物体是地球．还受到竖直向上的浮力，施力物体是水．上浮过程中木块受非平衡力的作用，浮力大于重力．木块浮在水面静止不动时，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力．木块在平衡力的作用下保持静止状态．可见，从水里浮上来的物体和浮在水面上的物体都受到浮力．

　　(2)演示实验：把石块放入水中，放手后石块在水中下沉，并且一直沉到水底．

提问：下沉的石块受浮力作用吗？

　　教师指出，为研究这个问题，同学们分组完成课本12-2的实验．(两人一组进行实验)

　　要求：①明确实验目的是判断浸没在水中和酒精中的石块是否受到浮力，以及浮力的大小和方向．

　　②石块要用细线拴牢．读取石块浸没在水中时弹簧秤的读数时，石块不要触及杯底或杯壁．

　　学生实验时，教师巡回指导．

　　实验完毕，组织讨论，教师总结．

　　①挂在弹簧秤上的石块在空气中静止不动，受几个力的作用？方向如何？施力物体是什么？这几个力的关系是怎样的？说出石块在空气中重多少牛．

　　小结：石块受到竖直向下的重力的竖直向上的拉力．重力的施力物体是地球，拉力的施力物体是细线．二力的关系是彼此平衡．此时弹簧秤的示数就是石块所受的重力．

　　②挂在弹簧秤上的石块浸没在水中的读数是多少牛？此时，浸没在水中的静止石块受到几个力的作用？各力的方向如何？施力物体是什么？这几个力的关系如何？两次弹簧秤的读数之差说明了什么？

　　小结：石块此时受到三个力的作用，一个是竖直向下的重力，施力物体是地球；一个是竖直向上的拉力，施力物体是细线；另一个是竖直向上的浮力，施力物体是水．石块静止不动说明：石块受到的重力=石块受到的拉力＋石块在水中受到的浮力．由于石块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧秤的读数，所以石块受到的重力=石块在水中秤的读数＋浮力．弹簧秤两次读数的差就是浸没在水中的石块受到的浮力．浮力=石块重-石块在水中秤的读数(也可叫做石块在水中时的视重)．以上实验，说明浸入水中的石块也受到浮力．

　　教师总结讲解时，边讲边画出石块受力分析图．

　　挂在弹簧秤上的石块浸没在水中时，受力分析图，弹簧秤的读数(F)=重力(G)－浮力(F_浮)

　　总结、板书：

　　1.什么是浮力

　　(1)浸在液体中的物体受到的液体向上托的力叫做浮力．

　　(2)一切浸在液体里的物体都受到竖直向上的浮力．

　　(3)浮力=物体重-物体在液体中时弹簧秤读数．F_浮 = G - F．"

　　2.浮力产生的原因

　　(1)提问：浸没在水中的正方形木块，放手后竖直向上浮，它为什么不向左或向右、向前或向后运动？

演示实验：六个面扎上橡皮膜的空心正方体，当它浸没在水中时，六个面的橡皮膜均向内凹进，而且前后左右面凹进的程度相同，而下表面比上表面凹进的程度要大．

　　复习液体内部压强的特点，启发学生答出：立方体木块浸没在水中，左右两个侧面和前后两个侧面相对应的部位，距液面的深度相同，水对它们的压强相等，因而它的左右两侧面和前后两侧面，受到的压力大小相等、方向相反，所以木块不向前后、左右运动．以上讲解可结合下图进行．

　　(2)提问：浸没在水中的立方体(木块)上下表面所受水的压强是否相等？哪个大？为什么？立方体上下表面受到的压力如何计算？是否相等？哪个大？为什么？

　　启发学生回合，教师总结并结合画图讲解，说明浸没在水中的立方体，由于上表面距液面的深度小于下表面距液面的深度，所以它们受到水的压强不同．下表面受到水的压强大于上表面受到水的压强．上下表面面积相等，所以下表面受到水的竖直向上的压力大于上表面受到水的竖直向下的压力．上下表面的压力差就是浮力．

　　板书2.浮力产生的原因

　　(1)液体对物体向上和向下的压力差就是液体对物体的浮力即F_浮=F′－F．

　　(2)物体在气体中也受到浮力．"

　　物体在气体中也受到浮力，可启发学生举例答出．

　　3.物体的浮沉

　　提问：既然一切浸入液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力，为什么物体有的上浮、有的下沉、有的还可停留在液体中的任何地方？

　　演示：提示同学观察物体在水中运动情况．

　　把铁块浸没在水中，放手后铁块下沉．

　　把木块浸没在水中，放手后木块上浮．

　　把装有少量水并用胶盖盖严的小瓶(可用装青霉素的小药瓶，用注射器仔细调整瓶内水量或调整装入的细砂，直至可悬浮在水中为止)浸没在水中，放手后小瓶可悬浮在水中．

　　学生讨论：浸没在水中下沉的铁块、上浮的木块、悬浮的小瓶各受到几个力的作用？大小关系如何？说明力的方向．

　　教师结合实验，边讲边画出浸没下沉的铁块、上浮的木块和悬浮的小瓶受力分析示意图，总结出浮沉条件．

　　让学生观察实验：浸没在水中的木块放手后上浮，最后浮出水面，漂在水面不动．教师指出，木块漂在水面上时，只有一部分浸入水中，叫做漂浮．漂浮在水面上的木块受几个力的作用？它们的关系如何？

　　学生回答，教师总结物体的浮沉条件并板书：

　　3. 物体的浮沉

　　(1)下沉：F_浮＜G

　　(2)上浮：F_浮＞G

　　(3)悬浮：F_浮=G

　　(4)漂浮：F_浮=G--物体的一部分浸入液体中"

　　教师说明：

　　(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用．下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面．

　　(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动．但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体在一部分浸入液体中．悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中．

　　(3)完成课本图12-3中的填空题．

　　三、布置作业：

　　1. 完成本节课文练习1～5题．

　　2.思考题：本节后面的"想想议议"．