人教版八年级物理浮力教案.docx
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人教版八年级物理浮力教案
第1节 浮力
1.知道什么是浮力以及浮力的方向。
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.通过实验探究,认识物体所受到的浮力的大小跟它浸入液体中的体积有关,跟液体密度有关。
1.经历观察生活中的浮力现象和通过实验认识浮力的过程。
2.通过参与科学探究活动,初步认识科学研究方法的重要性。
3.尝试应用平衡力和液体压强的相关规律去解释生活中的浮力问题,有初步的分析概括能力。
1.能保持对自然界的好奇,初步领略自然现象中的美妙与和谐,对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。
2.具有对科学的求知欲,乐于探索日常生活中的物理学道理,乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。
并有将自己的见解公开并与他人交流的愿望。
3.在解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
1.浮力概念的建立。
2.“称重法”测浮力。
1.浮力产生的原因。
2.浮力的大小与哪些因素有关。
弹簧测力计、乒乓球、装满水的水槽、细线、石块、烧杯、水、盐水、多媒体课件等。
一、情景引入
传说大约两千年前,罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷,攻到死海岸边,下令处决俘虏来的奴隶。
奴隶们被扔入死海,并没有沉到水里淹死,却被波浪送回岸边。
狄杜勃然大怒,再次下令将奴隶们扔到海里,但是奴隶们依旧安然无恙。
狄杜大惊失色,认为奴隶们受到神灵保佑,屡淹不死,只好下令将他们全部释放。
(如图甲)由此引入浮力。
二、新课教学
探究点一:
浮力
1.什么是浮力?
它有方向吗?
教师演示:
出示一个装满水的水槽,用手将一个乒乓球压入水中,然后放手。
(如图乙)
现象:
乒乓球从水中浮起。
提出问题:
浮在水面的乒乓球受几个力的作用?
施力物体是谁?
力的方向如何呢?
交流、讨论后,得出结论:
浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫作浮力。
2.下沉的物体也受到浮力。
漂浮的物体受到浮力,那么在水中下沉的石块、铜块等物体是否也受到浮力作用?
创设情景:
将木块、泡沫塑料、石块、粉笔头投入水中,前两者漂浮,后两者下沉。
提出问题:
浮在水面上的物体受到浮力,浸没在水中的石块受到浮力作用吗?
怎样来验证你的想法?
学生之间相互交流、讨论,学生展示方案,教师点评后,依据图示演示、讲解并记录:
空气中所受重力G/N
浸没在水中时的示数F拉/N
两者之差(G-F拉)/N
分析:
物块受到几个力的作用?
各力的方向如何?
这几个力的关系如何?
两次弹簧测力计的读数之差说明了什么?
小结:
石块在水中静止不动说明石块所受的重力=石块受到的拉力大小+石块在水中受到的浮力大小。
所以,浮力大小=石块重力-石块在水中时弹簧测力计的读数。
物理学中把这种测浮力大小的方法,叫作称重法。
得出结论:
一切浸在液体中的物体都会受到液体对它向上的浮力。
浮力的大小F浮=G-F弹。
注意:
在液体中,无论物体上浮还是下沉,形状规则还是不规则,运动还是静止,浸在哪种液体中都会受到浮力的作用。
3.浮力产生的原因。
提出问题:
为什么浸在液体中的物体会受到浮力的作用?
引导提示:
利用液体压强的知识分析浮力产生的原因。
上、下表面受到压力的施力物体是什么?
方向如何?
压力差的作用效果体现在哪里?
方向又是如何呢?
学生讨论交流,归纳:
由于液体的同一深度向各个方向的压强都相等,所以浸没在液体中并静止的立方体侧面每个位置上受到的液体压力,都会有正对的侧面上同一深度处受到的压力与之抵消。
这样立方体侧面所受液体的压力的合力为零。
但是,上、下表面所处的深度不同,上表面受到的压力小;下表面受到的压力大(如图所示)。
于是,就产生了竖直向上的压力差。
立方体在竖直方向上,受到液体竖直向上的压力差就是浮力。
归纳总结,得出利用压力差求浮力的方法:
F浮=F合=F向上-F向下。
结论:
浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,这就是浮力产生的原因。
探究点二:
决定浮力大小的因素
下面我们来进行一个造船比赛:
用大小相同的橡皮泥做船,用图钉作货物,看一看,谁做的船载的货物多?
并思考:
浮力的大小可能跟什么因素有关?
快乐游戏:
造“船”比赛。
学生每组一块大小相同的橡皮泥设计造船,并观察交流船只的差异。
大胆猜测,讨论交流:
浮力的大小可能跟什么因素有关?
1.猜想:
浮力的大小可能跟什么因素有关?
(出示课件)启发学生提出猜想与假设:
(1)轮船从江河航行到大海,吃水的深度变化了。
由此猜想:
浮力可能与液体的密度有关。
(2)从井中提水,盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就需要越大。
由此猜想:
浮力可能与物体浸入液体中的深度有关,也可能与物体排开液体的体积有关。
2.制定实验计划、设计实验:
学生分小组讨论实验方案,教师要巡视指导。
3.进行实验:
(1)①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将石块分别浸没在水和盐水中,读出弹簧测力计的示数;
③比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
(2)①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将石块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③改变石块在水中的深度,读出弹簧测力计的示数;
④比较弹簧测力计示数的变化情况。
(3)①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将石块部分浸入在水中,读出弹簧测力计的示数;
③将石块全部浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
注意事项:
(1)“浸没”指物体完全处在液体下方。
(2)对于多因素(多变量)的问题,常常可以采用控制变量的办法。
4.实验结果:
学生分别展示实验结论后,教师引导总结:
浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸入在液体中的体积有关,物体浸入在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
三、板书设计
第1节 浮力
1.浮力
(1)定义:
浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫浮力。
(2)方向是竖直向上。
(3)浮力的大小F浮=G-F弹。
(4)浮力产生的原因:
浸在液体中的物体的上、下表面受到的液体对它的压力差。
F浮=F合=F向上-F向下。
2.决定浮力大小的因素
浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸入在液体中的体积有关,与物体浸没在液体中时所处的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关。
物体浸入在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大
回顾本节课的教学,很多教学目标都较好地达到了,学生能够知道各种物体在水中都受到水的浮力,培养了学生发现问题的能力;很多同学受到了验证实验结论的熏陶,部分同学具有了对实验结论进行验证的意识,学生思维的严密性得到发展。
叫人高兴的是,学生对实验研究的兴趣得到了加强,学生的想象力和创造力得到了发展,使学生更加关注身边的事物的发展变化,应用知识的能力也得到了一定的提高。
但是本堂课的教学还没能做到关注全体学生的思维发展状态,对学生思维发展的训练还不够全面。
10.2.1 阿基米德原理
【学习目标】
1.理解阿基米德原理。
2.会用阿基米德原理计算物体受到的浮力。
重点难点:
探究浮力的大小与什么有关。
学习内容:
阿基米德原理
学习指导:
阅读课本P53文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号。
【自学检测】
1.物体受到的浮力大小跟物体排开的液体体积和液体密度有关,物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
2.物体浸在液体中的体积等于(“大于”“等于”或“小于”)物体排开液体的体积。
3.物体排开液体质量=排开液体体积×液体密度,液体重力=液体质量×__g__
【合作探究】教师巡视督促指导
一、感受浮力大小
仿照P53图10.2-1“想想做做”:
将一空易拉罐按入装满水烧杯中,易拉罐浸入的体积越大,物体排开液体的体积越大,溢出的水越多,手向下的压力越大,易拉罐受到的浮力越大。
你的猜想:
物体在液体中受到的浮力与它排开的液体的重力有关。
二、实验探究:
物体在液体中受到的浮力跟它排开的液体的重力有什么关系?
实验器材:
弹簧测力计﹑溢水杯﹑塑料小桶﹑水。
实验步骤:
1.测出物体所受到的重力G物=________
2.测出空桶重力G桶=________
3.把物体浸入液体中,用小桶收集溢出的水读出此时测力计的示数G′物=________。
4.测出溢出的水的重力G排________。
将实验数据填入下表中。
次
数
物体
重力G
/N
物体浸没
在水中时
弹簧测力
计的示
数F示/N
物体受
到的浮
力F浮/N
小桶
重
G1/N
排开的
水和桶
的总重
G2/N
排开的
水重
G排/N
1
2
实验结论:
浸在水中物体受到的浮力大小等于物体排开的水所受到的重力,用公式表示为F浮=G排=ρ水gV排。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.浸入液体中的物体所受到的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体的体积无关。
大量的实验结果表明:
浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理。
阿基米德原理不仅适用于液体也适用于气体。
2.物体浸在盛满液体的烧杯中,排开的体积等于溢出液体的体积,物体浸在未盛满液体的烧杯中,排开的体积大于溢出液体的体积。
【即时练习】
1.八(6)班实验小组用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图B、C、D,说明浮力大小跟排开的液体体积有关。
(2)分析图D、E,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是2.4N。
2.质量为0.3kg的物体全部浸没在盛满水的容器中,溢出的水是100g,那么物体所受到的浮力是__1__N。
(g=10N/Kg)
3.P56第1和2题
4.一个物体的质量为0.5kg,放入盛有水的容器中(水未装满),溢出水0.1kg,则物体受到的浮力为(C)
A.小于1N B.等于1N
C.大于1ND.无法确定
(提示:
V物、V排、V溢出三者之间的大小关系,此题水未装潢,所以V排大于V溢出)
【当堂练习】见训练案基础部分
第3节物体的浮沉条件及应用
第1课时 物体的浮沉条件
1.知道物体的浮沉条件,了解轮船是怎样浮在水面上的。
2.了解浮沉的各种现象,规范描述各种浮沉状态的语言。
3.理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用,结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法。
通过物体的浮沉现象的实验研究,培养学生思维能力和实验研究能力。
1.通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风,激发兴趣和提高学生的思维方法。
2.初步建立应用科学知识的意识。
浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法。
综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件。
乒乓球、沙、装有水的水槽、多媒体课件等。
一、情景引入
实验1:
将小木块、乒乓球、小铁块浸没在水中,小木块、乒乓球上浮,小铁块下沉。
实验2:
将牙膏皮放入水中下沉,将牙膏皮折成小盒子,牙膏皮漂浮在水面上。
同时多媒体展示图片:
人在死海中悠闲地戏水、飞艇在空中自由地上升、下降。
引导:
对于刚才的实验,还有上面展示的两幅图片,请思考问题:
为什么有的物体会上浮?
为什么有的物体会下沉?
物体的浮与沉取决于什么条件?
这节课我们通过实验进行相关探究,引出课题:
物体的浮沉条件。
二、新课教学
探究点:
物体的浮沉条件
1.漂浮、悬浮和下沉
演示实验:
将三个乒乓球浸没水中(一个充满沙;一个中空;一个有部分沙,用蜡封住),松手后出现什么现象?
引导:
首先指明这些现象可以描述为“漂浮”“下沉”“悬浮”,规范物理语言,然后要求学生进行受力分析,利用二力平衡的知识解决问题。
提出问题:
浸入水中的物体受到哪几个力的作用?
它们的施力物体分别是谁?
交流讨论:
一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,它的运动状态由这些力共同决定。
(1)F浮=G时,它受到平衡力的作用,将处于什么状态?
(2)F浮>G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?
(3)F浮 思考问题: 下沉的物体最终处于什么状态? 为什么? 那么上浮的物体最终又处于什么状态? 2.物体的浮沉条件 学生活动: 分析讨论,得出浮沉条件。 将学生讨论的结果填入表格中: 状态 受力关系 合力 漂浮 F浮=G 为零 下沉 F浮 竖直向下 悬浮 F浮=G 为零 上浮 F浮>G 竖直向上 问题: 物体漂浮和悬浮时,都有F浮=G,那这两种情况岂不是完全相同了吗? 学生活动: 比较分析。 悬浮的物体完全进入液体中,可以静止在液体内部任一地方,其体积等于物体排开液体的体积;而漂浮则是物体静止在液体表面上,其体积大于物体排开液体的体积。 总结易混淆的几个词语: 浸没: 物体完全浸入了液体中,整个物体在液面以下。 浸入: 也就是“浸在”,包括完全浸入和部分浸入。 漂浮: 物体漂在液面上,部分体积浸入。 悬浮: 物体在液面以下,完全浸没,可以存在于液面下任何位置。 上浮: 物体正在向上加速运动,可能完全浸没,也可能部分浸入,最终状态是漂浮。 下沉: 物体正在向下加速运动,可能完全浸没,也可能部分浸入,最终状态是沉在液体底部。 问题: 铁块放入水中会下沉,放入水银中会怎样? 学生活动: 有学生认为漂浮,也有学生认为下沉。 问题: 水银有毒,我们不能亲自试一试,但是我们知道水银的密度比铁的密度大,能不能利用它们的密度关系来判断呢? 学生活动: 利用阿基米德原理公式的变形F浮=ρ液gV排和浮沉条件来分析。 漂浮: F浮=Gρ液gV排=ρ物gV物ρ液V排=ρ物V物ρ液>ρ物(因为V排 下沉: F浮 悬浮: F浮=Gρ液gV排=ρ物gV物ρ液V排=ρ物V物ρ液=ρ物(因为V排=V物) 上浮: F浮>Gρ液gV排>ρ物gV物ρ液V排>ρ物V物ρ液>ρ物(因为V排=V物) 由此可判断,铁块会沉入水底,但却会漂浮在水银液面上。 三、板书设计 第3节 物体的浮沉条件及应用 第1课时 物体的浮沉条件 状态 受力关系 密度关系 合力 漂浮 F浮=G ρ液>ρ物 为零 下沉 F浮 ρ液<ρ物 竖直向下 悬浮 F浮=G ρ液=ρ物 为零 上浮 F浮>G ρ液>ρ物 竖直向上 本节课突出以学生的发展为本,这样有积极的意义。 首先,有利于学生形成积极的自我概念和自信心,本节课设计的探究内容使学生跳一跳,自己也能摘到果子,以此让成功获取知识的过程积极作用于学生的自我概念和自信心上,使学生的自我概念得到积极发展,自信心得到加强。 而这一切正是学生创造力和个性发展的关键。 其次,有利于培养学生的创造精神和实践能力,有利于学生从善于解决问题到敢于提出问题转变、从善于单一思维到勇于发散性思维转变,有利于学生形成协作意识。 通过小组交流与合作的形式共同学习,在课堂中营造出民主、合作、互助的气氛和轻松愉悦的教学环境,使学生互相尊重、理解、合作和关心,进而学会交往,改善人际关系,形成良好的个性品格。 10.3.2 浮沉条件的应用 【学习目标】 1.了解用钢铁制造的轮船能够浮在水面上的道理。 理解排水量的概念。 2.知道潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。 重点难点: 浮沉条件的应用 学习内容: 浮力的应用 学习指导: 阅读课本P58、P59文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,区分记忆轮船、潜水艇、气球浮沉原理。 【自学检测】 1.从浮力的角度看,轮船采用了空心办法可以使排开的水量变多,浮力增大,从而使轮船漂浮在水面上。 2.轮船的大小通常用排水量来表示。 排水量就是轮船满载时排开水的质量。 如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3的河水中航行,它满载时排开河水的体积是__104__m3。 3.潜在水下的潜水艇受到重力和浮力作用,潜水艇两侧有水舱,向水舱中冲水时,潜水艇的重力增大,当潜水艇的重力等于它排开的水的重力(即浮力)时,潜水艇可以悬浮在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力减小,浮力不变,从而使重力小于浮力而上浮。 所以潜水艇不能改变受到的浮力而是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。 4.气球里的气体密度小于空气的密度,这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力),所以能上升在空中.当气球里的气体体积减小时,它排开空气的体积减小,所受到的浮力减小,所以可以降到地面上。 飞艇内充入的也是密度较小的气体,从而实现上升和降落。 【合作探究】教师巡视督促指导 1.怎样能让铝箔漂浮在水面上? (动手试试) 2.同一艘轮船从河流驶入海里,轮船排开海水的体积、轮船的吃水线这几个量发生了怎样变化? (小组讨论) 3.潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是(B) A.浮力变大,重力小于浮力 B.浮力不变,重力小于浮力 C.浮力不变,重力等于浮力 D.浮力和重力同时变小,但浮力和重力始终相等 4.一艘轮船排水量是2.4×107kg,船的自重是8×107N,它最多能装多少千克的货物? 当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米? .(g=10N/kg) 解: (1)轮船满载时重力G排=m排g=2.4×107kg×10N/kg=2.4×108N,轮船满载时受到浮力F浮=G排=2.4×108N,又因为轮船漂浮,F浮=G船+G货=2.4×108N,所以货物重力G货=F浮-G船=2.4×108N-8×107N=1.6×108N (2)轮船满载时受到浮力F浮=2.4×108N,浸入水中的体积V排=2.4×108N/(1×103kg/m3×10N/kg)=2.4×104m3。 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 1.把重5N,体积为6×10-4m3的物体投入水中(不计水的阻力),当物体静止时,下列说法正确的是(C) A.物体漂浮,F浮=6N B.物体悬浮,F浮=5N C.物体漂浮,F浮=5N D.物体沉在水底,F浮=6N 分析: 当把物体浸没在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N>G物,所以物体上浮,最终漂在水面上静止不动,此时物体受到的浮力等于重力。 2.P60第2题: 自制密度计 密度计放入被测液体中处于竖直漂浮(“漂浮”“悬浮”“下沉”),同一只密度计的重力一定,放在不同液体中密度计的受到的浮力等于重力,根据阿基米德原理推导式F浮=ρ液gV排可得在F浮一定时V排与ρ液成反比(“正比”“反比”),即密度计浸入的体积越多,V排越大,被测液体密度越小,因此密度计下面的刻度值大,上面刻度值小。 【即时练习】 1.P60第1、3、4、5题分组完成,集体交流更正,注意方法收集。 2.将质量相同的木块、铝块和铜块放入水中,木块漂浮,铝块、铜块下沉,则它们受到的浮力(B) A.铝块最大 B.木块最大 C.铜块最大D.一样大 3.把一自制的密度计分别放入两种不同的液体中,情况如图中甲﹑乙所示,由此得出的下列判断中正确的是(C) A.这个密度计在甲液体中受到的浮力较大 B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大 C.密度计B处的刻度值应大于A处的刻度值 D.甲种液体的密度较大 4. 如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。 此过程中应用的物理知识是(D) A.气球受到重力 B.帽子质量大于气球质量 C.帽子密度大于气球密度 D.空气对物体有浮力作用 【当堂练习】见训练案基础部分 附赠材料优秀的教学是练出来的 在上一堂课里,你已经学会了区分高效教学法和低效教学法之间的区别。 现在,我们还要继续巩固这一概念。 在高效教学法和低效教学法之间,是否存在一个灰色的中间地带呢? 是的,这个灰色地带确实存在。 如果能带领那些还不够高效的教师们进人这一中间地带,那也是很大的进步。 当然,本课的主要目的是发掘出教师的最大潜力,以最终实现高效教学。 如果能成功做到这一点,那么你最终会发现学生的表现有了显著的提高。 显而易见,教师能力的优劣会直接影响到学生的表现。 教师越 优秀,学生的表现就越好。 课程: 首先,我们回顾一下上一节课所学的如何区分高效和低效教学上一节课,我已经要求你总结出自身存在的弱项,并且在课后进行针对性的练习。 今天,请你仔细思考,在下面列举的教学情景中高效和低效的教师将如何做出不同的应对措施。 高效教学与低效教学实践 一个学生在课堂上一直和其他学生聊天。 他这个举动非常明显,必须及时制止。 面对这个情形时,低效的教师会如何应对? 高效的教师又会如何应对? 一个学生在课堂上不断发出声响,这个声音越来越吵,并且影响到了班级里的其他学生。 低效的教师会如何应对? 高效的教师又会如何应对 一个学生总是没有完成课后布置的家庭作业。 对这个学生低效的教师会如何应对? 高效的教师又会如何应对? 一个学生总是随便讲话。 教师在讲课的时候她讲话,同学们在做课堂练习的时候她讲话,午餐之前大家都应该安静等待的时候她也在讲话,在类似的其他场合她也经常随便讲话。 面对这个情形低效的教师会如何应对? 高效的教师又会如何应对? 学校准备开展一个新的教学项目,大家都不清楚这个项目效果如何。 为了顺利实施该项目,部分教师将被挑选出来进行培训培训过程很可能十分艰苦。 面对新项目的挑战,低效的教师会如何应对? 高效的教师又会如何应对? 当你回答完这些问题时,你一定会明白: 高效的教师一定是个冷静、专业、细心的教师。 你愿意做这样的教师吗? 如果愿意,那么就拿出你的实际行动来吧! 实践: 将你今天的感悟记录下来,这样可以让你意识到,自己之前的处理方式哪些是低效的手段,哪些是高效的手段。 在这之后,你的教学技能将会变得更加丰富。
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