平哥新浙教版八年级科学上册§1.3.3水的浮力导学案

平哥新浙教版八年级科学上册§1.3.3水的浮力导学案同学们，我们生活在一个充满奇妙现象的世界里。当你看到鸭子悠闲地浮在水面，当你把一块木头按入水中会感受到一个向上的力，当潜水员能在水中自由下潜和上浮——这些日常现象背后，都隐藏着一个重要的科学概念：浮力。今天，我们就一同深入探究水的浮力，揭开它神秘的面纱。一、学习目标通过本节课的学习，你应该能够：1.清晰描述浮力的概念，能准确指出浮力的方向。2.阐明阿基米德原理的内容，并能运用其公式进行简单的计算与分析。3.解释物体在液体中浮沉的条件，并能据此判断物体的浮沉状态。4.联系生活实际，举例说明浮力在生产生活中的应用。二、课前回顾与思考在学习新知识之前，让我们先回顾一下已有的知识，并思考几个问题，为今天的学习做好铺垫：1.力的作用效果有哪些？力的三要素是什么？2.我们学过哪些测量力的工具？其原理是什么？3.当你把一个空的矿泉水瓶慢慢按入水中时，你的手有什么感觉？瓶子浸入水中的体积越大，这种感觉是否越明显？这说明了什么？三、课堂探究与新知构建（一）浮力的概念：浸在液体中的物体，是否受到力的作用？活动体验1：感受浮力*用手将乒乓球慢慢压入水中，体会手的感受。*将石块用细线系好，挂在弹簧测力计下，读出石块在空气中的重力G。然后将石块缓慢浸入水中（不接触容器底），观察弹簧测力计的示数F。思考与讨论：1.当乒乓球被压入水中时，手感受到一个向哪个方向的力？2.石块浸入水中后，弹簧测力计的示数F与在空气中的重力G相比，是变大了还是变小了？这说明石块在水中受到了一个向哪个方向的力？小结1：浮力的定义与方向*浮力（F浮）：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，这个力叫做浮力。*浮力的方向：竖直向上。*称重法测浮力：对于在液体中下沉的物体，其受到的浮力大小可以用“称重法”测量，即：F浮=G-F（其中G为物体在空气中的重力，F为物体浸在液体中时弹簧测力计的示数）。（二）阿基米德原理：浮力的大小与什么因素有关？历史回顾：阿基米德在浴缸中发现浮力规律的故事，给了我们什么启示？活动探究2：探究浮力大小与排开液体所受重力的关系（此处可引导学生回顾教材中的经典实验装置和步骤，或进行模拟实验描述）*如图所示，将溢水杯装满水，小桶放在溢水口下方。*用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G物和空小桶的重力G桶。*将物体缓慢浸入溢水杯的水中，直至完全浸没，同时收集溢出的水。*读出此时弹簧测力计的示数F拉，并测出盛有溢出水的小桶的总重力G总。*计算：物体受到的浮力F浮=G物-F拉；排开液体的重力G排=G总-G桶。*比较F浮与G排的大小关系。实验结论（阿基米德原理）：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。*公式表达：F浮=G排液*因为G排液=m排液*g=ρ液*V排液*g，所以阿基米德原理的公式也可表示为：F浮=ρ液*g*V排（其中，ρ液表示液体的密度，V排表示物体排开液体的体积，g为重力加速度，通常取9.8牛/千克）对公式的理解与辨析：1.ρ液是液体的密度，而不是物体的密度。2.V排是物体排开液体的体积，它不一定等于物体的体积。当物体完全浸没时，V排=V物；当物体部分浸入时，V排<V物。3.浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体的质量、密度、形状以及在液体中的深度（只要完全浸没，深度变化不影响V排）等因素无关。（三）物体的浮沉条件：物体在液体中为什么有的上浮，有的下沉，有的悬浮？受力分析：浸在液体中的物体，主要受到两个力的作用：竖直向下的重力（G物）和竖直向上的浮力（F浮）。物体的浮沉状态由这两个力的大小关系决定。讨论与总结：1.当F浮>G物时，物体受到的合力方向向上，物体将上浮。*上浮的最终结果：物体部分露出液面，排开液体的体积减小，浮力随之减小，直到F浮'=G物，物体静止在液面上，此时称为漂浮。2.当F浮=G物时，物体受到的合力为零，物体将悬浮在液体中（可以停留在液体任何深度处）。3.当F浮<G物时，物体受到的合力方向向下，物体将下沉。*下沉的最终结果：物体沉到容器底部，并受到容器底对它向上的支持力N，此时F浮+N=G物。从密度角度理解浮沉条件（实心物体）：*当ρ物<ρ液时，物体上浮，最终漂浮。*当ρ物=ρ液时，物体悬浮。*当ρ物>ρ液时，物体下沉。思考：为什么钢铁制成的轮船能漂浮在水面上？它是实心的吗？这说明我们前面从密度角度得出的结论有什么前提条件？四、知识梳理与总结*浮力定义：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。*浮力方向：竖直向上。*浮力测量（称重法）：F浮=G-F(G为物体在空气中的重力，F为物体浸在液体中时弹簧测力计的示数)。*阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排。*物体浮沉条件：*F浮>G物→上浮→最终漂浮（F浮'=G物）*F浮=G物→悬浮*F浮<G物→下沉五、典型例题解析例题1：一个重为10牛的实心金属块，挂在弹簧测力计下并浸没在水中，此时弹簧测力计的示数为8牛。求：（1）金属块受到的浮力是多大？（2）金属块排开水的体积是多少？（g取10牛/千克，ρ水=1.0×10³千克/米³）分析与解答：（1）已知G=10牛，F=8牛，根据称重法测浮力：F浮=G-F=10牛-8牛=2牛。（2）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，可得：V排=F浮/(ρ水g)=2牛/(1.0×10³千克/米³×10牛/千克)=2×10⁻⁴米³。因为金属块浸没在水中，所以V排=V物=2×10⁻⁴米³。答：（1）金属块受到的浮力是2牛；（2）金属块排开水的体积是2×10⁻⁴米³。六、巩固练习1.下列关于浮力的说法中，正确的是（）A.只有浸在液体中的物体才受到浮力B.浮力的方向总是竖直向上的C.物体在液体中浸没得越深，受到的浮力越大D.物体的体积越大，受到的浮力越大2.一个鸡蛋悬浮在盐水中，若向盐水中缓慢加入清水，则鸡蛋会（）A.上浮B.下沉C.仍然悬浮D.无法判断3.质量为0.5千克的物体，体积为600厘米³，将其放入足够多的水中，静止时物体受到的浮力是多大？（g取10牛/千克，ρ水=1.0×10³千克/米³）七、拓展思考1.潜水艇是如何实现下潜和上浮的？它利用了什么原理？2.热气球为什么