9.1认识浮力学案

学习目标通过本节课的学习，你将能够：1.通过生活实例和实验感知浮力的存在，能准确描述浮力的概念，明确浮力的方向。2.通过实验探究，理解浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。3.学会用弹簧测力计测量浮力的大小（称重法测浮力）。4.初步建立对浮力现象的科学认知，能解释生活中一些与浮力相关的简单现象。学习重点与难点*重点：浮力的概念、方向；用称重法测量浮力。*难点：理解浮力产生的原因（液体对物体上下表面的压力差）。学习过程一、情境导入与体验：感知"无形的力"活动1：动手体验1.请同学们将一个空的矿泉水瓶慢慢压入水中，你的手有什么感觉？瓶子最终的状态是怎样的？2.用手托住一个乒乓球，慢慢将其浸入水中，松开手后，乒乓球会怎样？你的手在松开前感受到了什么？思考与讨论：在上述活动中，是什么力量使得物体向上运动或对手产生向上的推力？这种力在生活中还有哪些例子？（例如：轮船浮在水面、鸭子在水中游弋、热气球升空等）二、新知探究一：认识浮力1.浮力的概念通过上述体验，我们可以感受到，浸在液体（或气体）中的物体，会受到液体（或气体）对它向上的力，这种力叫做浮力（buoyantforce）。注意：“浸在”包括两种情况：*物体部分浸入液体中；*物体全部浸没在液体中。2.浮力的方向浮力的方向总是竖直向上的。小练习：请画出漂浮在水面上的木块所受浮力的示意图。（此处应有示意图绘制空间，简单提示：作用点可画在物体重心，方向竖直向上，标上F浮）三、新知探究二：浮力的测量——称重法提出问题：如何用实验来证明浮力的存在并测量其大小呢？实验器材：弹簧测力计、石块（或其他重物）、烧杯、水、细线。实验步骤：1.用细线将石块系好，挂在弹簧测力计下，测量石块在空气中所受的重力G，并记录数据。2.将挂在弹簧测力计下的石块缓慢浸入盛有水的烧杯中（注意不要碰到杯壁和杯底），观察弹簧测力计的示数是否变化？此时的示数F拉（即拉力）是变大还是变小了？记录此时弹簧测力计的示数。3.比较石块在空气中和在水中时弹簧测力计的示数。实验现象：石块浸入水中后，弹簧测力计的示数变小了。分析与结论：石块在空气中时，弹簧测力计的示数等于石块的重力，即G=F1。石块浸入水中后，弹簧测力计的示数为F2。此时石块受到三个力的作用：竖直向下的重力G，竖直向上的拉力F2，以及竖直向上的浮力F浮。由于石块静止，这三个力平衡，所以：G=F2+F浮因此，浮力的大小为：F浮=G-F2这种测量浮力的方法叫做称重法。表达式：F浮=G-F拉（其中G为物体在空气中的重力，F拉为物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力）思考：如果物体漂浮在水面上，弹簧测力计的示数为多少？此时浮力与重力大小关系如何？四、新知探究三：浮力产生的原因提出问题：浸在液体中的物体为什么会受到竖直向上的浮力呢？回顾：液体内部向各个方向都有压强，且压强随深度的增加而增大。分析：假设有一个长方体物块浸没在液体中，我们从液体压强的角度来分析它的受力情况。*物块的上表面受到液体对它向下的压强，压力为F向下。*物块的下表面受到液体对它向上的压强，压力为F向上。*由于液体内部压强随深度增加而增大，物块下表面所处的深度大于上表面，所以下表面受到的压强大于上表面受到的压强。*又因为物块上下表面的面积相同，根据压力公式F=pS可知，F向上大于F向下。结论：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向上-F向下这就是浮力产生的根本原因。思考与讨论：1.一个正方体物块完全浸没在水中，其前后、左右表面受到的液体压力有什么关系？对浮力有无影响？2.如果一个物体的下表面与容器底部紧密贴合（即物体下表面没有液体），它还会受到浮力吗？为什么？五、课堂小结通过本节课的学习，你有哪些收获？1.我知道了什么是浮力：____________________________________。2.浮力的方向是：________________________________________。3.测量浮力的一种方法（称重法）是：________________________。4.浮力产生的原因是：____________________________________。六、当堂检测1.下列关于浮力的说法中，正确的是（）A.只有漂浮在水面上的物体才受到浮力B.浮力的方向总是竖直向上的C.物体在水中浸没得越深，受到的浮力越大D.物体的体积越大，受到的浮力越大2.用弹簧测力计测得一石块在空气中的重力为5N，将其一半浸入水中时，弹簧测力计的示数为4N，则此时石块受到的浮力为______N。若将石块完全浸没在水中，弹簧测力计的示数可能为______N（选填“3”、“4”或“5”）。3.解释现象：为什么将一个空的塑料瓶瓶口向下按入水中时，越往下按，手感受到的阻力越大？七、课后作业与拓展1.完成教材对应练习题。2.思考：为什么钢铁制成的轮船能够漂浮在水面上，而一块实心的铁块却会沉入水底？3.查阅资料：了解“死海不死”的奥秘，它与浮力有什么关系？4.设计一个实验，探究浸没在水中的物体所受浮力的大小与它浸没的深度是否有关。（写出实验方案，包括器材、步骤、现象预测与结论）学习反思：本节课你最感兴趣的内容是什