八年级物理下册 第10章 浮力教材分析课件 （新版）新人教版.ppt

人教版物理八年级第十章浮力,教材分析,教材分析,课标要求,2.2.9通过实验，认识浮力。探究浮力大小与那些因素有关。知道阿基米德原理，运用物体的浮沉条件解释生活、生产中的一些现象。,本章地位,本章是前三章”力”、”运动和力”、”压强”内容的延伸。,通过学习第七章，学生知道了力有大小、方向、作用点，知道怎样用力的示意图描述力，这些都为学生正确认识浮力和描述浮力奠定了基础。,第八章，学生学习了二力平衡的状态和条件，本章中物体的浮沉条件就是二力平衡条件的具体应用之一。,第九章，由固体的压强逐步过渡到液体的压强，最后延伸到流体压强，这些内容为学生认识浮力，领悟物体在液体和气体中都受到浮力的作用等奠定了基础。,说明：1、没什么新知识，只有阿基米德原理属于新学知识。2、新情景要求的是能力。,本章主要内容,1、两个重要实验，一是探究浮力跟那些因素有关，二是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。两个实验都侧重猜想和设计实验。,2、一个应用，浮力的应用。由浮力的大小结合生活实际，推导出浮沉条件，再回到社会，解释生产，生活中常见的现象。,全章3节内容，建议10课时。第一节浮力2课时第二节阿基米德原理2课时习题1课时第三节物体的浮沉条件及应用2课时习题1课时全章复习2课时,课时安排,分节教学建议,第三节物体的浮沉条件及应用,第一节浮力,第二节阿基米德原理,分节教学建议,1认识一切浸在液体中的物体都有受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的，能通过实验证明上述结论的正确性。,教学目的：,2、能认识浮力产生的原因。会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。,3、经历探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。,关键:,本节教学重点：浮力的概念及决定浮力大小的因素。,重点难点,做好实验，有助于认识浮力的概念。,说明:,本节教学难点：探究决定浮力大小的因素。,重点难点,引导学生从生活经验中提出问题，根据经验和知识合理推测，剔除不合理猜想，并通过实验检验这些猜想。,引课,用一个大鱼缸，配合问题，引发学生思考：,1往水中仍木块、苹果、香蕉、铁块、橡皮泥等物体，逐一分析？,让学生从身边熟悉的生活现象中，发现问题，提出问题，从而使学生产生探究问题，解决问题的欲望。其次指引学生从多方面考虑问题，进一步完善浮力概念的认识过程。,主要内容,浮力的概念，浮力的测量,浮力产生原因,决定浮力大小的因素,1、漂浮的物体受到浮力。引导学生观察水中的木块、苹果、冰山、鸭子、船等实例照片，通过分析物体受力，由二力平衡条件可以判断，物体一定还受到水对木块竖直向上的一个力的作用浮力。,第一层次：上浮和漂浮物体所受浮力,G物,F浮,第一层次：上浮和漂浮物体所受浮力,2、上浮的物体受到浮力。分析浸没在水中静止的木块、苹果等松手后上浮的物体的受力情况，可以判断，物体一定也受到水对苹果竖直向上的一个力的作用浮力。,G物,F浮,1、教学中，应该以此为切入点。引导学生用生活中常见的一些物品，如橡皮泥、石头等放入水中观察发生的现象。（对比）,第二层次：下沉物体所受浮力,2、在此基础上结合测量铝块浸没水中所受浮力的实验，说明沉入液体中的物体也是浮力作用。,第二层次：下沉物体所受浮力,实验1：用演示弹簧测力计，在空气中，称量物体，有一读数，用手上托物体，读数减少，当放入水中，示数也减少。,建议：1、让第2、3次弹簧测力计示数一样。引导学生分析是谁替换了谁？突出下沉的物体也受到竖直向上的浮力。,2、此实验可以采用演示实验，也可以分组。,实验2：将挂在测力计下的橡皮泥浸没在水中不同深度，部分浸没时，弹簧测力计的示数变化。也为探究浮力大小与什么因素有关埋下伏笔。,第二层次：下沉物体所受浮力,3、学会测量浮力大小的一种方法后，有意识做一些实验,实验3：将挂在测力计下的橡皮泥分别浸在盐水和酒精中通过实验使学生认识到除了水对物体有竖直向上的浮力，其他液体对放入其中的物体也有竖直向上的浮力。也为探究浮力大小与什么因素有关埋下伏笔。,第二层次：下沉物体所受浮力,1、几个实验？每个实验有几步？每步内容是什么？2、有哪些结论？内容？3、有哪些公式？意义？,建议：,发现红线在竖直方向被拉直。最后，分析乒乓球的受力情况，应用二力平衡的知识得出浮力的方向总是与重力方向相反。是竖直向上的。,第三层次：浮力的方向,1、有一个实验：用称重法测浮力，两步。2、有四个结论：A、一切浸入液体的物体，都受到液体对它竖直向上的浮力；B、浸入液体的物体同时受到重力和浮力的作用；C、浮力总是竖直向上的；D、物体在气体中也受到浮力。3、受力分析有：弹簧读数F=G-F浮,总结：,实验1：蜡块放到水底与玻璃底密合，或者可乐瓶放乒乓球实验,关于浮力产生原因,放在水中的物体一定受到浮力吗？浮力是怎样产生的？动手体验和关注观察的现象。学生不易理解乒乓球不受浮力，只受水对它压力。所以做好实验，促进理解。,（与教参顺序相反）,实验2（1）将两端带有橡皮膜的仪器，水平放在水中，引导学生观察现象。总结在同一深度橡皮膜受到向左向右的压力相等，水平方向的合力为零。,关于浮力产生原因,（2）将上下端带有橡皮膜的仪器，竖直放在水中，引导学生观察现象。总结不同深度说明物体在竖直方向上受到压力的合力方向向上。,四个侧面合力为零；上、下两面的压力不同。向上和向下的压力差就为浮力，方向向上。,关于浮力产生原因,当立方体有一部分体积露出液面时，F向下=0，此时F浮=F向上。,3、理论分析：（1）假想立方体，画示意图（2）利用p=gh，二力合成，二力平衡分析：浸在液体中的立方体各面的受力情况。,即F浮=F向上-F向下,分割成柱体重力可以叠加,根据学生情况适当扩展,给老师,不规则物体,分割成柱体浮力也可以叠加？,给老师,（1）浮力是物体在液体中所受液体对它向上、向下的压力差，又可以说是液体对它压力的合力。（这是一回事，是不同角度分析相同问题）（2）浮力是液体对物体向上和向下的压力差，而不能理解一定是上表面与下表面受到的压力之差；（3）向上和向下的压力差（浮力）的方向竖直向上,友情提示：,三、浮力的大小与哪些因素有关,小实验,把空饮料罐用手按入水桶，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？,分析一下，浮力大小和什么因素有关？,提出问题,建议：用好此实验。,在猜想过程中，应引导学生根据原有经验和知识合理推测，而不要瞎猜，引导学生分析，剔除不合理的猜想。在逐一检验猜想的基础上，组织分组实验,猜想,分组实验,1、排除干扰，确定研究的课题：浮力大小与液体密度和物体浸在液体的体积有关，注意运用控制变量的方法。,2、引导学生分析：怎样测浮力？,选择的器材？,控制什么？,改变什么？,观察什么？,记录什么？,根据数据可以得到什么结论？,3、建议：可以带着学生画小图。,探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系,结论：在同一液体中，物体浸在液体中的的体积越大，浮力越大。,记录表格,弹簧测力计,探究浮力与液体密度的关系,记录表格,结论：物体浸在液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。,例1浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（）A物体受到的压强增大B物体上、下表面受到的压力增大C物体上、下表面受到的压力差增大D物体受到的浮力不变,ABD,巩固练习,例2小玲将一块体积为的矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。矿石受到浮力的大小多大？,甲乙,巩固练习,第一节浮力,第二节阿基米德原理,第三节物体的浮沉条件及应用,分节教学建议,1经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、会分析、会论证。,教学目的：,2、能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。,3、能应用公式F浮=G排=m排g=液gV排计算简单的浮力问题。,关键:,本节教学重点：1.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系；2.理解阿基米德原理；3.能应用浮力公式计算简单的问题。,重点难点,让学生经历探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，概括、归纳出规律。,说明:,本章教学难点：能运用阿基米德原理解决实际问题。,重点难点,建立阿基米德原理的认识过程。,两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：,物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？,引入新课,第二次用此实验，要有侧重！,建议：做溢出时和水未溢出的现象！,主要内容,阿基米德原理的启示,阿基米德原理的探究实验,利用阿基米德原理的分析与计算,挤走液体的体积,物体排出液体的体积,1、做好由“物体浸在液体中的体积”过渡到“物体排开液体的体积”的教学工作。,V浸,V排,和,？,V浸,物体浸在液体中的体积,（好！）,一、阿基米德的启示1,2.指导学生正确地使用溢水杯，这是实验的关键。,物体排开液体的体积,V排,物体浸在液体中的体积,物体；,物体排开液体的体积,（液体被物体排开的体积）,液体。,换了角色：,浮力是液体施加的。,对比课本:,物体在液体中减轻的重力，即浮力，和它所排出液体的重力有关。,阿基米德的启示2,目的：解决浮力与什么力有关，不是和质量相关。,（好！）,F浮,V=,V排,m排,G排,m,液,浮力如何测量？,物体排开液体所受的重力如何测量？,二、探究浮力大小与排开液体所受的重力的关系,3,2,4,1,G桶/N,G物/N,F拉/N,G总/N,F浮/N,G排/N,数据表格：,1组：浸一半,2组：浸没,4组：浸没（盐水）,3组：浸没（酒精）,用不同物体、不同液体做实验。,阿基米德原理是一个实验原理，采用边实验，边观察，边分析的方法来讲。实验有两种情况：一种是浸在液体中，一种是漂浮在液体上。每种情况分四步来完成。关键是实验的每一步都要提醒学生看什么，并要问学生看到什么，将前后情况联系起来看，能得到什么结论。,实验建议：,一个不规则物体放在水中：,F浮=G水,G水,F浮,这样讲解的意义：1.了解和掌握一种物理方法。将物理知识在一定条件下，可以用替换的方法进行推论。2.应教学生一种思维方法：从不同的角度讨论一个问题。可以对问题有更深刻的认识。,加油站：,用等效替代方法证明阿基米德原理,给老师,刘宁讲,例1一个体积为300cm3的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大N。（g取10N/kg）,1,三、例题分析,例2把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（）。A相等B铝球的比铁球大C铝球的比铁球小D浮力都等于重力,【解析】铁球和铝球的重力相等，则质量相等,B,根据，铁铝，则V铁V铝，,根据F浮=液gV排，F铝浮F铁浮。,A铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大B铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大C铅球、铁球、铝球受的浮力一样大D因素太多，无法判断,【解析】根据F浮=水gV排，浸没，V相同，V排相同，F浮相同。,提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。,例3如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则(),C,例4小玲将一块体积为的矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。(1)矿石受到浮力的大小多大？(2)此矿石的体积多大？(3)矿石的密度多大？,甲乙,例5甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为5103kg/m3和10103kg/m3，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（）。A甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1B甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2C甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9D甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12,运用浮力知识解决问题,运用浮力知识解决问题,【解析】m甲m乙,甲:乙1:2，V甲:V乙2:1；根据F浮水gV排，且V排V物F浮甲:F浮乙2:1.分析物体受力：F浮甲+F甲G甲F浮乙+F乙G乙,提示：分析物体受力,A选项正确,C选项正确,第二节阿基米德原理,第三节物体的浮沉条件及应用,第一节浮力,分节教学建议,1能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态。,教学目的：,2、运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。,关键:,本节教学重点：物体的浮沉条件。,重点难点,涉及受力分析、力和运动的关系以及浮力知识结合起来解决问题。,说明:,本章教学难点：运用物体的浮沉条件，解释轮船、潜水艇、热气球和飞艇的浮沉原理。,重点难点,用力与运动的关系描述物体的浮沉条件，做好演示实验。,1、用橡皮泥捏一个与乒乓球形状完全一样的球，同时浸没在水中，释放，一个向上运动，一个向下运动。提出问题：物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉？,引课：,目的是引出讨论浮沉条件的问题：引导学生得出浮沉不是简单轻重的问题。,2、有的同学认为轻的上浮，重的物体下沉。拿一个大木块和一个小铁钉，放入水中。,3用牙膏皮做实验让学生自己说看到的现象？说明什么？,5、再提出氢气球一定要用手拉着，撒开手，气球就升到空中去，为什么？,4钢铁制成的船为什么能在海面上航行？,（为什么会有这种想法？）,物体的浮沉条件,浮力的应用,浮力问题解析,主要内容,有生活经验，仍需引导,第一步，从受力角度分析得出物体的浮沉条件1、明确条件：物体浸没、只受重力和浮力(画出示意图)2、对三种状态和两个过程分析：(1)讨论实验中乒乓球上浮时应分清不同阶段的受力情况。分三段：上升阶段，露出阶段，静止时。两动一静。,上升阶段：F浮G物，合力向上，上浮；露出阶段：G物不变，F浮减小？静止状态时：F浮=G物，此时叫做漂浮,(2)讨论实验中橡皮泥下沉时分清不同阶段的受力情况。分两段：下降阶段，停在容器底。一动，一静。,下降阶段：F浮G物，合力向下，下沉；G物不变，F浮不变。沉底是多一个力？沉底时：F浮+F支=G物，此时三力平衡，静止状态。,（3）当F浮G物时悬浮，是二力平衡，静止状态。,浮力知识复习,提示：教材上讲到的浮沉条件不仅仅包含上浮和下沉，还包含漂浮和悬浮的条件。要做好这两种状态的对比。,1、这个实验可演示，也可分组。目的：一是对前面学习浮沉条件的应用，二是为了引出浮沉条件的第二种判断方式。,引导学生总结通过改变密度来改变浮力，从而实现浮沉。,增加一个实验：鸡蛋的浮沉,2、介绍盐水选种在农业上要提高产量，选好饱满、结实的良种是非常重要的，我国农民创造了一种盐水浸泡法来选种如把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部，这是为什么呢？请你说说看。,F浮G物上浮：r液r物F浮=G物悬浮：r液=r物F浮G物下沉：r液r物,浮力：F浮r液gV排；重力：G物r物gV物；V排=V物,研究条件：实心物体浸没在液体中，只受重力和浮力。,漂浮：r液r物,根据浮沉条件进行比较,第二步：从密度角度揭示浮沉条件的原因,注意：通过比较密度关系或比较据重力和浮力关系来判断物体浮沉，一个属于浮沉条件的本源，一个属于用运动学角度分析。这只是研究问题的不同角度，不存在谁比谁更优越。,1、物体浸没在液体中静止时:浮力大于重力时，物体的运动情况上浮；浮力小于重力时，物体的运动情况下沉；浮力等于重力时，物体的运动情况悬浮；（这样做：简化问题，便于研究物体浮沉条件）,2、上浮、下沉都是一个运动过程，物体的运动状态在发生变化，他们的最终状态是静止。应讲清不同状态对应的受力情况；悬浮是静止的状态，物体的运动状态不变。,浮沉条件的认识应讲清两点：,二、浮力的应用,浮沉条件应用这部分教学应围绕如何在实际问题中创造条件实现物体上浮、下沉、悬浮。即如何调节浮力和重力的关系。,（一）轮船,（二）密度计（补充）,（三）潜水艇,（四）气球、飞艇,1、这部分教学可以先介绍轮船演变及发展，这也符合学生的认知。还可以介绍我国古代对浮力的应用，使学生感怀中华民族对人类进步与发展的贡献，增强民族自豪感和自信心。,（一）轮船,（1）很早以前，没有船，人骑坐在一根圆木上，就可以顺水漂浮；（骑木头是一个技术活。）如果他还握着一块木片，就可以向前划行。,（2）把木头挖空，做成独木舟，又能过河，又能载物。（这是一个突发事件，更是一个进步！）,在此提问：圆木为什么会漂浮在水上？,（5）到了汉代，就能制造百尺楼船。到宋代，已可制造载重20万公斤以上的大船。明代郑和下西洋乘坐的宝船，已长达140米，宽达60米。,（4）为了更好利用风力，于是，人又发明了帆船。,（6）1807年，美国人富尔顿把蒸汽机装在船上，带动轮状的桨划水前进，这是世界上第一艘轮船。,（3）殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。,(2)密度比水大的材料，如钢铁，利用做成“空心”的办法，使V排增大，F浮增大，使它能漂浮在水面上。,2、通过实验，总结轮船原理。,（1）做好实验，让学生体会：实心橡皮泥在水中下沉，但用橡皮泥做成小船（空心的），增大了排开液体的体积，从而增大浮力，不但能漂浮在水面上，还能承载重物。,3、介绍排水量满载时排开水的质量,实验：可以用密度计上粘上泡沫船型，分别放在水中、盐水中，分析什么变化，什么不变？,4、引导学生讨论：轮船从河里驶入海里是浮起一些还是沉下一些？,介绍轮船的载重线（吃水线）,5、补充讨论：“吃水线轮船的载重线，也叫吃水线表示轮船没入水中的深度。吃水线”是轮船在淡水里装货的标准。在轮船的“吃水线”下面，还需看四条很短的横线.第一条线是“印度洋线”，第二条是“夏季海洋线”，第三条是“冬季海洋线”，最下面一条是“北大西洋冬季线”.这四条线分别表示轮船装足了货，在不同季节，在各个海洋里的“吃水”限度。你能说说，为什么在不同的季节，不同的海洋，轮船的“吃水”限度会有深有浅呢？在不同的海洋中，浮力大小怎样变化？,给老师,（二）密度计（补充）,1、讲清密度计原理和轮船一样都是漂浮物体，都满足漂浮条件：F浮=G物。,2、增加这部分教学一个是进一步巩固漂浮条件，而且让学生知道生活中鉴别酒的一种方法。,3、讨论：同一个密度计放在三种液体中，在哪种液体中所受浮力最大？哪种液体密度最大？,1、第三次用这个实验，此次侧重演示怎样下沉？,向易拉罐瓶中装水，看到什么现象？改变的是什么？说明什么？,（三）潜水艇,物体上浮下潜靠改变重力还是浮力，原则是改变谁都可以。那么潜水艇实际中是如何实现？,（2）总结潜水艇的工作原理：靠改变自身重力实现上浮和下潜。,（1）做好实验是顺利得出结论的关键。模拟潜水艇：用注射器向瓶内打气，将瓶内的水从瓶下小孔排出，瓶向上浮起。引导学生从受力角度进一步分析。向外抽气？,（三）潜水艇,2、潜水艇上浮下潜靠改变重力还是浮力？,1、我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。,3、工作原理：靠空气浮力升空,2、这部分教学做好演示实验，可以顺利得到：气球内部空气受热膨胀，密度变小，小于气球外部的空气密度，使塑料袋和内部的空气的总重小于塑料袋的浮力，即G物G物，飞艇升空。,2、工作原理：靠空气浮力升空,另外飞艇上安装的发动机也提供部分的升力。,2、飞艇上升时，随着高度升高，大气压在减小，飞艇会有危险，怎样防止？,空气囊,压力调节器,氦气囊,给老师,空气囊,3、飞艇上升时，如何实现下降？,氦气囊,2、仅向后副气囊充气时，重心后移，飞艇产生抬头力矩；反之，产生低头力矩。,（1）辅助气囊:飞艇内部一个小的、辅助性的气囊，可通过在飞行中的充气和放气来控制和保持飞艇形状和浮力；,给老师,1一长方形木块，质量为27g，漂浮于密度为0.9103kg/m3的液体中，露出液面的高度为8cm，木块底面积为0.75cm2，木块密度是kg/m3。,0.75103,二、习题讲解,2、重为15N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了510-4m3的水。则此物体是（）A浮在水面上B沉到水底C悬浮在水中D以上几种情况都有可能【解析】根据阿基米德原理F浮=水gV排=1.0103kg/m39.8N/kg510-4m3=4.9N15NF浮G物体下沉,B,3、一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？,当冰化成水后，质量不变，所以，m水=m冰,冰排开水的体积等于