初中物理八年级下册《认识浮力》整体教案（含预习单与检测单）

初中物理八年级下册《认识浮力》整体教案（含预习单与检测单）

一、设计总纲与前沿理念

（一）核心设计理念

本教案以《义务教育物理课程标准（2022年版）》为根本遵循，立足于发展学生核心素养，构建“概念建构-科学探究-思维发展-态度责任”四位一体的立体化学习路径。设计超越对浮力概念与阿基米德原理的简单识记，旨在引导学生像物理学家一样思考与实践，通过“现象观察-问题提出-方案设计-证据获取-解释建构-迁移应用”的完整科学探究循环，深度理解浮力的本质及其在自然界与工程技术中的普适性。本设计深度融合工程思维（ET）与科学探究，强调跨学科联系（如与生物、地理、工程技术的关联），并通过精心设计的预习单与检测单，实现“以评促学、评学一体”，确保教学评的一致性，指向学生物理观念、科学思维、科学探究与科学态度与责任素养的协同发展。

（二）内容标准与素养目标分析

对应课标要求：

1.通过实验，认识浮力。

2.探究浮力大小与哪些因素有关。

3.知道阿基米德原理。

核心素养细化目标：

1.物理观念：形成清晰的浮力概念，理解浮力产生的原因是液体（或气体）对物体上下表面的压力差；掌握阿基米德原理（F_浮=G_排=ρ_液gV_排），并能用此原理解释生产生活中的相关现象。

2.科学思维：经历“感知现象-提出猜想-设计实验（控制变量）-分析论证-得出结论”的科学思维全过程。发展基于证据进行逻辑推理和解释的能力，初步建立利用数学工具（公式、比例关系）描述物理规律的模型建构思想。

3.科学探究：能独立或在教师引导下，完成“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验，包括明确问题、设计实验方案、正确使用弹簧测力计等仪器、规范记录数据、分析处理数据（如利用图像法）、表述实验结论，并能在探究中与他人交流合作。

4.科学态度与责任：激发对自然现象（如船舶漂浮、鱼类升降）的好奇心与求知欲；养成实事求是、尊重证据的科学态度；了解浮力知识在船舶制造、潜水技术、气象观测等领域的应用，认识科学技术对社会发展和人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识。

（三）学情分析与教学重难点预设

学情分析：八年级学生已具备力的基本概念、二力平衡、压强及液体压强知识，掌握了弹簧测力计的使用和基本的测量技能，接触过控制变量法。学生对浮力现象有丰富的感性经验（游泳、放船、气球），但普遍存在前概念或迷思概念，如：“重的物体下沉是因为不受浮力或浮力小”、“浮力大小只与物体本身（如轻重、材料）有关”、“物体浸入液体越深，浮力越大”等。这些前概念是教学的重要起点和资源。

教学重点：

1.浮力概念的建立及用“称重法”测量浮力。

2.通过探究实验，理解浮力大小与液体密度和排开液体体积的关系，进而归纳得出阿基米德原理。

3.阿基米德原理的理解与初步应用。

教学难点：

1.浮力产生原因（压力差）的微观理解与宏观验证。

2.从“浮力与哪些因素有关”的定性探究，到“浮力等于排开液体重力”的定量规律（阿基米德原理）的跨越，理解V_排

的含义。

3.运用阿基米德原理分析和解决简单的实际问题，特别是对原理公式中各物理量意义的准确把握。

（四）教学资源与课时规划

主要器材：分组实验器材（弹簧测力计、烧杯、水、浓盐水、体积不同的金属圆柱体或长方体块、细线、溢水杯、小桶、毛巾）、演示实验器材（两端蒙有橡皮膜的直筒模型、正方体浸没压力差演示器、潜水艇模型、孔明灯或热气球视频）。

信息技术：交互式白板、浮力产生原理动画、仿真实验软件（备选）。

课时安排：共2课时。第1课时：认识浮力及产生原因，学习称重法，探究浮力大小与哪些因素有关（定性）。第2课时：探究浮力与排开液体重力的定量关系（阿基米德原理实验），原理应用与迁移。

二、课前预习单设计（“探浮初体验”）

设计意图：预习单旨在激活学生已有经验，暴露前概念，引发认知冲突，为课堂探究做好心理和知识准备。采用任务驱动、情境引导的方式，将预习变为主动的“预探究”。

《探浮初体验》课前预习单

班级：__________姓名：__________

任务一：生活观察家

请列举至少三个生活中你观察到的物体受到浮力作用的例子，并尝试用一两句话描述你当时是如何判断它受到浮力的。

1.例子：_________________我的判断：_________________________

2.例子：_________________我的判断：_________________________

3.例子：_________________我的判断：_________________________

任务二：问题发生器

根据你的观察和经验，请思考并写下关于“浮力”你最想知道的2-3个问题。

例如：为什么木头能浮在水面而铁块会下沉？浮力的大小到底由什么决定？

我的问题：

1.

2.

任务三：迷你家庭实验（选做，鼓励尝试）

材料：一个空塑料瓶（带盖）、一盆水。

步骤：1.将空瓶瓶盖旋紧，水平压入水中，手感受如何？松手后观察。

2.将瓶盖打开，再次压入水中，感受有何不同？松手观察。

我的发现与疑问：

发现：________________________________________________________________

疑问：________________________________________________________________

任务四：前概念自查

阅读以下说法，根据你目前的想法，在括号内打“√”表示同意，“？”表示不确定，“×”表示不同意。

（）1.漂在水面上的物体受到浮力，沉下去的物体不受浮力。

（）2.浮力方向总是向上的。

（）3.同一块木头，在河里和海里受到的浮力一样大。

（）4.物体浸入液体中越深，受到的浮力就一定越大。

（）5.浮力的大小可能跟物体排开水的多少有关。

三、课堂教学实施详案

第一课时：初识浮力探其影响因素

环节一：情境激疑，引出课题（预计时间：8分钟）

1.现象回放与预习反馈：利用图片或短视频快速展示预习单中高频出现的浮力现象（轮船、游泳、气球）。邀请1-2名学生分享预习单“任务二”中最感兴趣的问题。教师汇总，提炼出核心探究主题：“什么是浮力？它的大小由什么决定？”

2.挑战前概念——演示实验：

1.3.演示1：将一铁块用细线悬挂，问：“它受浮力吗？”（学生多答否）。然后将铁块浸入盛水烧杯，观察弹簧测力计示数明显变小。追问：“示数变小说明了什么？”（一个向上的力“托”住了物体）引出浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它竖直向上的托力。

2.4.演示2：将一下表面平整的蜡块紧贴容器底部，注入水，蜡块并不上浮。提问：“蜡块受到浮力吗？”制造认知冲突，为讲解浮力产生原因埋下伏笔。

环节二：概念深化，探本溯源（预计时间：12分钟）

1.浮力的测量——“称重法”建模：引导学生分析上述演示1。对浸入水中的铁块进行受力分析（重力G，拉力F_拉，浮力F_浮）。根据二力平衡或三力平衡知识，推导出F_浮=G-F_拉

。明确这就是测量浮力的一种重要方法——称重法。学生分组练习：用弹簧测力计、金属块、水，测量金属块部分浸入和全部浸没时的浮力，记录数据。

2.浮力产生的原因——突破难点：

1.3.微观想象：播放液体内部压强随深度增加的动画。回顾液体压强公式p=ρgh

。

2.4.模型演示：展示一个立方体浸没在液体中的模型。利用交互白板，分别标注立方体前后面、左右面、上下面所处的深度。引导学生推理：由于对称性，前后、左右压力平衡。但上表面深度h1小于下表面深度h2，故压强p上<p下

，压力F上<F下

。因此，液体对物体下表面的向上压力与上表面的向下压力之差，即为浮力。得出公式：F_浮=F_向上-F_向下

。

3.5.解释悬疑：回归“蜡块紧贴底部”现象。解释此时蜡块下表面没有液体，无法产生向上的压力，因此不受浮力（或浮力几乎为零）。列举船搁浅、潜水艇坐底等类似情形。

4.6.概念辨析：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸没（浸没）”。浮力方向始终竖直向上。

环节三：科学探究，定性寻因（预计时间：20分钟）

探究主题：浮力大小与哪些因素有关？

1.提出猜想与假设：结合预习单“任务四”的反馈和日常生活经验，组织学生分组讨论，提出可能因素。教师引导归类并板书：可能与①物体浸入深度；②物体形状；③液体密度；④物体排开液体的体积；⑤物体本身重力/密度/材料等有关。

2.设计实验与制定计划：这是培养科学思维的关键。

1.3.方法引导：重申控制变量法。

2.4.方案聚焦：教师引导，师生共同筛选出可操作、可检验的猜想进行重点探究：①与浸入深度的关系；②与液体密度的关系；③与排开液体体积的关系。对“物体本身因素”进行辨析：通过改变物体（如用不同金属块）测量浮力，发现若V_排

相同，浮力可能不同，引出可能还与液体有关，为探究“液体密度”做铺垫。

3.5.器材认知：介绍溢水杯的作用——方便收集排开的液体。

6.进行实验与收集证据：学生分组进行实验探究。教师下发实验记录表（一），巡视指导。

实验记录表（一）

探究问题

控制变量（保持不变）

改变变量

实验步骤简述

弹簧测力计示数/浮力大小变化

初步结论

浮力与浸入深度

（同一物体、同种液体、浸没）

浸没深度

浮力与液体密度

（同一物体、V_排

相同）

液体种类（水/浓盐水）

浮力与排开液体体积

（同一物体、同种液体）

浸入体积（部分浸入→浸没）

7.分析与论证：

1.8.各组汇报数据与结论。

2.9.形成共识：物体浸没在液体中时，浮力大小与浸没深度无关；浮力大小与液体密度有关；浮力大小与物体排开液体的体积有关。

3.10.引导学生进一步追问：“浮力与排开液体的体积究竟有什么定量关系？是否也与排开液体的重力有关？”自然过渡到下一课时的定量探究。

课堂小结与作业：

1.总结浮力定义、方向、测量方法、产生原因及定性影响因素。

2.作业：思考并设计一个实验，如何测量“物体排开的液体所受的重力”？预习阿基米德原理的故事。

第二课时：揭秘原理迁移应用

环节一：温故引新，提出问题（预计时间：5分钟）

1.回顾上节课结论：浮力大小与ρ_液

和V_排

有关。

2.讲述阿基米德鉴定皇冠的典故（或播放短视频），提出核心探究问题：浮力的大小是否等于物体排开的液体所受的重力？即F_浮=G_排

？

3.明确本节课定量探究目标：设计实验验证阿基米德原理。

环节二：定量探究，建构原理（预计时间：25分钟）

1.实验设计头脑风暴：

1.2.关键难点：如何准确测量/比较F_浮

和G_排

？

2.3.引导思路：F_浮

可用称重法测得(F_浮=G-F_拉

)。G_排

如何测？——收集物体排开的液体，用测力计测其重力。但排开的水容易洒出，怎么办？——使用溢水杯。

3.4.优化方案：介绍经典实验装置组合：弹簧测力计、物体、烧杯、溢水杯、小桶。

5.进行实验与收集数据：

1.6.学生分组实验。教师下发实验记录表（二）。

实验记录表（二）：验证阿基米德原理

|物体重力G/N|物体浸没液体中时测力计示数F_拉/N|浮力大小F_浮/N(F_浮=G-F_拉)|空小桶重力G_桶/N|小桶与排开水总重力G_总/N|排开水重力G_排/N(G_排=G_总-G_桶)|比较F_浮与G_排|

|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|

||||||||

|（可选：改变物体，或换用盐水重复）|||||||

2.7.要求学生至少完成两组数据（如不同物体，或同物体在不同液体中）。

8.分析论证，形成原理：

1.9.各组分析数据，得出结论：在误差允许范围内，F_浮=G_排

。

2.10.教师引导深入分析：G_排=m_排g=ρ_液V_排g

。因此，阿基米德原理的数学表达式为：F_浮=G_排=ρ_液gV_排

。

3.11.深度辨析：

1.4.12.ρ_液

是液体的密度，不是物体的密度。

2.5.13.V_排

是物体排开液体的体积，等于物体浸入液体中的那部分体积。当物体浸没时，V_排=V_物

；当物体部分浸入时，V_排<V_物

。

3.6.14.原理同样适用于气体。

环节三：原理应用，思维迁移（预计时间：10分钟）

1.解释现象，解决预习疑问：

1.2.为什么万吨巨轮能浮在海面？(V_排

很大，F_浮

大)

2.3.为什么潜水艇能在水中悬浮？(通过改变自身重力实现与浮力平衡)

3.4.为什么人在死海里更容易漂浮？(ρ_液

大，F_浮

大)

4.5.回顾并修正预习单“前概念自查”中的错误认识。

6.简单计算与问题解决：

1.7.示例：计算体积为1dm^3

的铁块浸没在水中受到的浮力。(强调单位换算：1dm^3=1×10^{-3}m^3

)

2.8.学生练习：已知V_排

和ρ_液

，求F_浮

；或已知F_浮

和ρ_液

，求V_排

。

课堂总结与展望：

1.以思维导图形式（师生共同构建）总结“认识浮力”两大课时的知识体系：从定义、产生、测量，到定性探究，再到定量规律（阿基米德原理）。

2.展望：下节课我们将学习浮力的利用和物体浮沉条件，解决更多有趣的实际问题。

四、课后检测单设计（“浮力知能测”）

设计意图：检测单旨在多维度、分层次评估学生对本节核心概念、原理的理解深度及迁移应用能力。题目设计覆盖知识识记、理解应用、分析综合、探究评价等多个认知层次，并融入生活情境和初步的跨学科元素。

《浮力知能测》课后检测单

(A卷：基础达标|B卷：能力提升)

班级：__________姓名：__________等级：__________

A卷：基础达标（必做）

一、概念理解（选择题）

1.关于浮力，下列说法正确的是（）

A.漂在水面的物体受浮力，沉底的物体不受浮力。

B.浮力方向总是垂直向上。

C.物体浸在液体中的体积越大，受到的浮力一定越大。

D.浮力是由物体上下表面受到液体的压力差产生的。

2.如图所示，用弹簧测力计悬挂一金属块，将其浸入水中。从金属块下表面接触水面到浸没的过程中，弹簧测力计示数的变化是（不考虑水面变化）（）

A.一直变大

B.先变小后不变

C.一直变小

D.先不变后变小

（此处可配简单示意图）

3.根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受浮力大小取决于（）

A.物体的密度和体积

B.物体的体积和形状

C.物体浸入液体的深度

D.液体的密度和物体排开液体的体积

二、原理应用（填空题）

4.一石块在空气中称重为5N，浸没在水中称重为3N，则石块受到的浮力为______N，排开水的重力为______N。若将它浸没在密度为1.2×10^3kg/m^3

的盐水中，受到的浮力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

5.一艘轮船从长江驶入大海，它受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)，船身将______(选填“上浮一些”或“下沉一些”)。

三、简答与解释

6.请用浮力产生的原因（压力差）解释：为什么一个底面平整的盒子，如果底面紧贴容器底部，往往不容易浮起来？

B卷：能力提升（选做）

四、实验探究

7.小华在探究“浮力大小与排开液体重力关系”时，实验步骤如图所示：

（用文字描述或图示：A测物体重力；B物体浸没水中读测力计；C测空桶重；D测桶与水总重）

(1)最合理的实验顺序是：______→______→______→______(填字母)。

(2)若图中四个测量值满足关系式：____________________(用字母表示)，则可验证阿基米德原理。

(3)实验时，若溢水杯中的水没有加满，对实验结果______(选填“有”或“没有”)影响，会导致测得的G_排

______(选填“偏大”或“偏小”)。

(4)小华换用酒精重复实验，是为了探究浮力大小与________的关系。

五、分析与计算

8.一个边长为10cm的立方体木块，密度为0.6×10^3kg/m^3

，静止在水面上。求：

(1)木块受到的浮力大小。

(2)木块浸入水中的深度。

(3)如果在木块上表面中心施加一个竖直向下的力，使木块刚好浸没在水中，这个力需要多大？(g取10N/kg)

六、跨学科思考

9.（物理与生物/地理）生活在深海中的鱼类，如果被快速带到海面，常会因为鱼鳔（内部气体）膨胀等原因死亡。请从浮力与压强变化的角度，尝试分析可能的原因。

10.（物理与工程）孔明灯和热气球都是利用空气浮力升空的。请查阅资料或根据所学推理：要使一个载荷一定的热气球升空，可以采用哪些方法？（至少写出两种）

五、教学反思与评价设计

（一）过程性评价设计

1.预习评价：通过预习单，评估学生的观察能力、