资源描述
水的浮力
一、教学目标
知识与能力目标：
1.体验水及其他的液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，知道气体也能产生浮力。
2.能通过实验方法，探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。
3.能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。
过程与方法：学会测量浮力，学会探究浮力大小跟哪些因素有关
情感态度与价值观：通过本节的学习，培养严谨的科学探究态度
二、教材重难点分析
本节课的内容包括浮力的概念和阿基米德定律，主要是从学生日常生活中的现象，体验浮力的存在，提出影响浮力大小因素的猜测，并自行设计实验进行探究，使学生真正成为学习的主人。
三、教具准备
空矿泉水瓶，脸盆或水槽、弹簧秤；铁块，烧杯等
四、教学过程设计：
第一课时
实验引入： 取一个空矿泉水瓶，将瓶盖旋紧，放入水中，待瓶静止。
请大家思考：
静止在水上的空矿泉水瓶受到几个力的作用？
这些力的施力物体是谁？
这些力有什么关系？
讲述：重力与水对空矿泉水瓶的托力是一对平衡力。有F托=G
亲自体验：（可选择几位学生上台）
用手把空矿泉水瓶压入水中时，你能感觉到这个力吗？将瓶释放后，瓶将如何运动，这说明了什么？
生：能感觉到手被向上顶的力，将瓶释放后，瓶将竖直向上浮出水面，这说明水产生的这个力方向是竖直向上的。
归纳：我们把水对物体产生的竖直向上托的力叫浮力。
一、浮力的存在
师：同学们，你平时有没有感受到过浮力的存在？
生：轮船浮在水面上受到浮力，天鹅等动物能浮在水面也是受到浮力的缘故。
思考：除了在水中能浮起来的物体受到浮力之外，在水中要下沉的物体（石块、铁块等）它们是否也受到浮力呢？
实验探究：下沉的物体是否受浮力
器材：弹簧秤、铁块、水槽等
实验过程：
1.在空气中将铁块挂在弹簧秤下，记下弹簧秤的读数 F=G铁
2.托住悬挂在空气中的铁块，记下弹簧秤的读数
弹簧秤读数 变小 ,因为手对物体有向上托的力
3.将铁块浸没在水下，记下弹簧秤的读数F拉
弹簧秤读数 变小 ，表明水对下沉的铁块也有一个向上托的力即浮力。
可见：在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。
思考：你能从本实验中得到测浮力的一种方法吗？
生：能，利用弹簧秤来测。
学生讨论交流，最后总结。
如何利用弹簧秤测浸在液体中的物体受到的浮力大小？
1.先测重力G
2.物体放入液体中看弹簧秤示数F拉
3.求浮力F浮=G-F拉
思考：浸入水中的物体受到浮力，浸入其他液体中的物体也受到浮力吗？（如果换用盐水做刚才的实验，你还能观察到类似的现象？）
教师可演示把空矿泉水瓶放入盐水中
生总结：所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个竖直向上的浮力。
二、气体的浮力
师：液体能产生浮力，那么气体会不会呢，同学们你们有哪些例子可以说明气体也能够像液体一样对进入其内的物体产生浮力呢？
生：热气球在空气中能上浮、炊烟上升等都可以说明气体对物体也有浮力。
演示实验：气体的浮力
打足了气的篮球，气孔上插有打气针，打气针的另一端通过导管、橡皮塞和气球囊连接。导管阀门开始处于关闭状态，现将阀门打开。
现象： 气球胀大，同时杠杆左端上升 。表明篮球整体受到 向上的浮力 。
结论：气体也会产生 向上的浮力 。
三、课堂小结：
1.浮力：浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)向上托的力叫做浮力。
2.浮力方向：总是竖直向上
施力物体: 液 体（或气体）
作 用 点：在物体的重心
大 小： F浮=G - F拉 （弹簧秤先后两次读数之差）
课堂训练：一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为 27牛 ，把它浸没在水中称时，示数为17牛，它受到的浮力是多少牛？
第二课时
故事引入： 古希腊国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠．王冠制成後，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻．他叫来金匠问是否掺了假．金匠以脑袋担保，并当面用秤来称，与原来金块的重量一两不差．可是，掺上别的东西也是可以凑足重量的．国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来，要他解此难题．一连几天，阿基米德闭门谢客，反覆琢磨，因为实心的金块与镂空的王冠外形不同，不砸碎王冠铸成金块，便无法求算其体积，也就无法验证是否掺了假．他绞尽脑汁也百思不得其解．一天，阿基米德躺在澡盆里 … … …
情景体验：现在假如你就是阿基米德，你躺在浴缸中，你有什么感觉，发现了什么？
生：感觉身体变轻了，发现浴缸中的水面升高了。
师：这是什么原因呢？
生：身体变轻是因为我受到了水产生的向上的浮力，水面上升是因为人入水后排开了一部分的水。
师：很好，同学们的发现和当年阿基米德一样，大家真不错。请大家再考虑下，有了这些发现，你会产生什么问题吗？
生讨论提出问题：人受到的浮力大小和人排开的那部分水的多少有无关系呢？
【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多少有关。
【实验验证】将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，弹簧秤的读数逐渐 变小 ，浮力逐渐 增大 。
结论(定性)：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力 越大 。
学生讨论一：
①要定量研究水的浮力大小与物体排开水的多少的关系，需要做什么？
②量筒和溢杯在你的研究中有什么用？
③实验中需要直接测量哪些量？
学生讨论二：
在笔记本上写下简单的实验步骤，设计实验步骤草表，然后交流讨论，给出合理实验步骤和记录表。
实验步骤和表格设计样式：
①在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水口下；
②将物块挂在弹簧测力计上，测出物块的重G物；
③将物块浸没在溢水杯的水中，读出测力计的读数F拉，并计算出物块所受的浮力F浮=G物－F拉
④将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排并算出物块所排出的水的重力G排液=ρ液gV排液
物块
重G物
物块在水中测力计的读数F拉
物块受到水的浮力F浮= G物- F拉
物块排开水的体积V排液
排开水受到的重力
G排液=ρ液g V排液
5. 实验结论： F浮 = G排液
（一）阿基米德定理：
浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，即F浮＝G排液＝ρ液gV排液
（二）阿基米德原理的理解和运用。
1.对阿基米德定理这个公式的理解应注意：
(1)ρ液是 液体密度 ，不是浸入液体的物体密度。
(2)V排液是 物体排开液体的体积 ，不是液体总体积，也不一定是物体的总体积(V物)。
①物体完全浸入液体中(浸没):V排液= V物 ；
②物体部分浸入液体中，V排液<V物，V排液＝ V物－V露 。(用V露代表物体露出液面的体积)
(3)浮力只跟 ρ液 和 V排液 ,即只跟 物体排开的液体受到的重力 有关，而与物体浸入液体的 深度 、物体的 形状 、 质量 、 密度 、 重力 等无关。
2.用阿基米德原理进行计算。（注意计算过程中单位要统一）
3.实验证明，阿基米德原理对气体同样适用。
课堂练习：
将质量是2.34千克的钢块浸没在水中，受到的浮力是多大？(钢的密度为7.8×103千克/米3)
有一物块，在空气中称时重力为29.4牛，浸没在水中称时，弹簧测力计的读数为19.6牛。求：
(1)物块在水中受到的浮力的是大小？
(2)物块的体积多大？
教学反思
本课时几个实验不但重要，而且如果不事先准备充分，演示极难成功，比如弹簧秤应事先调节好，杠杆一定要非常灵敏，篮球打气时一定要打足气，气球尽可能大，也可以选用大的塑料袋，密封性一定要好，若要测液体体积，量筒一定要选好，另外，表格的设计有多种方案，应事先选择好。
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