《浮力》教学设计及反思

请同学们从日常生活和常见的自然现象中举例说明浸入液体中的物体受到浮力。如：水中的游鱼、游泳的人、漂浮的物体、沉入水中的物体等，在气体中的物体同样也受到气体的浮力，如：空气的浮力等。浸入液体（或气体）中的物体受到浮力，那么浮力产生的原因是什么吗？

浮体演示实验2：木块（实心体）在液体中上浮（多媒体演示）。（说明：动态观察、创设情景、激发思维）

1、浮力产生的原因（互动1）

学生讨论并启发答出：立方体木块浸没在水中，左右两个侧面和前后两个侧面相对应的部位，距液面的深度相同，水对它们的压强相等。因而它的左右两侧面和前后两侧面，受到的压力大小相等、方向相反，互相平衡，而由于立方体上表面距液面的深度小于下表面距液面的深度，所以它们受到水的压强不同。下表面受到水的压强大于上表面受到水的压强。上下表面积相等，据P=F/S得F=PS可知，下表面受到水的竖直向上的压力大于上表面受到水的竖直向下的压力，所以上下表面受到的压力差就是产生浮力的原因。

师：球体或无规则物体虽然没有象立方体有明显的上下表面，但它们受到浮力的原因也是由于上部下部表面受到压力的合力产生的。

2．浮力概念的建立（互动2）

刚才我们看到的橡皮球和木块浸入水中后都受到浮力，那么请问：它们上浮后，漂浮在水中静止有否受到竖直向上的浮力作用？（有！因为处静止状态，据受平衡力条件可以知道F浮=G物，方向与重力方向相反：竖直向上）。下面请看：

沉体演示1：金属球在中下沉

沉体演示2：胶水瓶在煤油水中下沉提问(1)：那么浸在液体中的金属球和胶水瓶是否受到浮力的作用？（针对学生思维障碍提出问题，进一步激发思维）

提问(2)：如何判定金属球和胶水瓶是否受到向上浮力的作用？

请同学们讨论判定方案：把金属球或胶水瓶吊在弹簧测力计的下面，在让它们浸入水中，比较前后两次的读数，如果示数减少了，则说明金属球或胶水瓶受到向上浮力的作用。且减少量就是浮力的大小，即（F浮= G-F拉）。这也是测量浮力的方法。我们把这种方法叫称量法：F浮= G-F拉 （板书） ， 并让学生实验。提问几组：胶水瓶有否受到向上浮力的作用，胶水瓶受到浮力多大？

结论:浸在水中的金属球和胶水瓶也受到浮力的作用。

总结归纳得出浮力的初步概念：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的托力，这个力叫做浮力。F浮= G-F拉

说明：从“上浮”到“下沉”，从“浸没”到“部分浸在”，从水到其它液体，改变实验条件，异中求同比较，提供归纳素材。通过归纳，培养学生从特殊到一般的初步得出浮力的初步概念能力。

浮力是一种力，施力物体是液体（或气体），其大小的单位也是牛顿，方向竖直向上；那么浮力的大小：在什么情况物体受到的浮力大？什么情况物体受到的浮力小？阅读实践教材P82 “想想做做” 引入研究课题。

3、探究浮力的大小可能与什么因素有关？

实验1材料：一团橡皮泥、水、玻璃球

步骤：把橡皮泥捏成不同形状，放在水中，观察其浮沉情况。把橡皮泥造成船上面加重物（玻璃球），比一比，看谁能装载更多的重物．提出怎么装载更多的重物？（解决问题）。引出浮力的大小可能与什么因素有关的问题？

实验2材料：饮料瓶、小桶、水

步骤：把饮料瓶逐渐压入水中，注意手的感受，体会饮料瓶所受浮力及其变化，从感受及观察到的现象提出浮力的大小可能与什么因素有关的问题？(投影)

学生自主猜测可能的因素：物体的密度ρ物（物体的重）、物体的形状、深度h、浸入的液体密度、浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）、排开的液体重等。

师：同学们的猜想都有自己的道理，这些因素是否都会影响浮力的大小呢？今天我们也要象科学工作者一样，用实验验证我们的猜想是否正确。

同学们讨论设计下面验证的实验方案：

验证实验1：请设计一个检验F浮与物体的密度ρ物（物体的重）有否关系的实验。

验证实验2：请设计一个检验F浮与物体的形状有否关系的实验。

验证实验3：请设计一个检验F浮与浸入的液体密度ρ液有否关系的实验。

验证实验4：请设计检验F浮与浸入的液体深度h有否关系的实验。

验证实验5：检验F浮与浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排） --------： 有否关系的实验。

分配学生验证课题：由于时间关系，而且我们要验证课题的因素较多，所以我们全班同学分工合作：探究影响浮力的大小因素。一、二、三、四小组同学分别验证实验1、2、3、4，做完实验后把合作探究过程和分析课题的结果向全班汇报，并与其它各小组合作交流、总结判断：影响浮力大小的因素（投影实验报告）。

（（1）验证实验1：取相同体积的铝块、铁块和铜块，使其全部没入水中，用弹簧测力计分别测出浮力。由于三者的密度（物体的重）不同，但浮力相同，故判断：F浮与物体的密度（物体的重）无关。

（2）验证实验2：把同一块橡皮泥捏成几种不同形状，分别用弹簧测力计测其浮力。由于形状不同，但浮力相同，故判断：F浮 与物体的形状无关。

（3 ）验证实验3：把同一块胶水瓶浸入的不同液体（水、酒精、盐水）中，用弹簧测力计测其浮力。由于浸入的液体（密度ρ液））不同，浮力也不同，

故判断：F浮与浸入的液体密度ρ液有关

（4）验证实验4：把胶水瓶浸入小桶的水中，用弹簧测力计测其浮力。由于浸入水中的深度h不同，但浮力相同，故判断：F浮与浸入的液体深度h无关。可能出现两种判断：

A：将弹簧测力计所挂的胶水瓶逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐减少，证

明F浮与深度h有关，物体浸入液体的深度越大，受到的浮力也越大。

B：将弹簧测力计所挂的胶水瓶逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐减少，当胶水瓶完全没入水中后，继续增大深度，发现弹簧测力计的示数不变，证明F浮与深度h无关。

师：这两个结论似乎是矛盾的，这说明物体在部分浸没过程中不单单是深度h变化，还有更本质的因素有待发现，请同学们进一步观察与比较一下，上述两个过程存在什么差异？ A在验证实验中没有控制变量一定（即没有控制浸入液体的体积相同）故判断错误。

师：这两个结论似乎是矛盾的，这说明物体在部分浸没过程中不单单是深度h变化，还有更本质的因素有待发现，请同学们进一步观察与比较一下，上述两个过程存在什么差异？ A在验证实验中没有控制变量一定（即没有控制浸入液体的体积相同）故判断错误。

师：刚才同学们把饮料瓶逐渐压入水中，体会感受饮料瓶所受浮力变化，故猜想F浮与浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）可能有关。下面同学们一起验证实验5。

（5）验证实验5：把胶水瓶浸入的液体中，用弹簧测力计测其浮力。由于浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）不同，浮力也不相同，故判断：与浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）有关，而与液体深度h无关。

师：通过我们刚才的合作验证，讨论分析判断，认识到浮力的大小与物体的密度、重、形状和物体浸入液体的深度h均无关，而与液体的密度ρ液和物体排开的液体体积V排有关。而且由实验可得液体的密度ρ越大和物体排开的液体体积V排越多，即物体排开液体的重G排液也就越多，可见浮力的大小是与物体排开液体的重G排液有关的。提出问题：

F浮与G排液之间是否存在着确定的数量关系呢？若相等？（由F浮=G排液=m排液g=ρ液V排液g说明只与ρ液、V排液这两因素有关），若下相等（F浮≠G排液=m排液g=ρ液V排液g说明还有其他因素）？

4、探索F浮与G排液的关系。（投影）

（1）、学生自主猜想：

如何通过实验来验证我们的猜想是否正确呢？

（2）、 布置学生讨论并设计实验方案：

实验需要哪些器材？如何测物体（沉体、浮体）在液体中所受的浮力？如何测物体排开液体的重力？（两种方法）设计一个实验记录表格。

实验室提供器材：物体（1沉体：胶水瓶、石块、橡皮泥……2浮体：木块、蜡块）、液体（水、酒精、煤油、盐水……）、大烧杯、塑料杯、塑料盘、弹簧测力计等。说明：这里采用让学生分组，可用不同的液体做实验，再归纳出一般结论的方法。组织实验：桌上有同学们所需要的器材，各小组可按需要选用，我们要亲自做实验来验证自己的猜想是否正确，看哪个组配合的好、实验操作熟练、测量数据准确。

（3）、 学生分组实验：

学生分别对于沉体和浮体讨论验证方案，设计实验合理后，设计实验纪录表格，并按实验步骤进行实验：用弹簧测力计分别测出沉体（如胶水瓶）全部浸没和浮体（如木块）部分浸没在液体（如水、盐水或酒精）中受到的浮力与物体排开液体受到的重。

①对于沉体（胶水瓶）全部浸没的记录表格：（F浮= G-F拉）

胶水瓶的重：

G物= （N） 胶水瓶在液体中受到拉力

F拉= （N） 胶水瓶浸没在受到的浮力

F浮= （N）

(选用塑料杯重可忽略不计) 胶水瓶排开液体的重

G排液= （N）

②对与浮体（木块）部分浸没的记录表格：

木块的重

G木= （N）

木块受到的浮力

F浮= （N）

(选用塑料杯重可忽略不计)

木块排开液体受到的重

G排液= （N）

教师巡视，并帮助学生将实验顺利完成。几组实验报告，提问实验中遇到什么问题？解决方案？

师：刚才我们分别做了不同物体（胶水瓶、木块、橡皮泥、石块、蜡块）在不同液体（如水、酒精、盐水、煤油）中所受的浮力与这些物体排开液体所受的重力的关系。现在我们归纳一下我们的实验结论。

（4）、归纳得出阿基米德原理

（投影 ）①结论：浸在液体里的物体受到向上的浮力，（在误差范围内）浮力的大小等于物体排开液体的重力。这就是浮力定律（即阿基米德原理）的内容，数学公式表示为：F浮=G排=m排液g=ρ液V排液g。

②．原理的适用范围：它不仅适用于液体也适用于气体。

③.简介阿基米德的发现：投影资料。

八、学习小结（见投影）1、知识要点，有两种方法可以计算浮力：F浮=G排=m排液g=ρ液V排液g和F浮= G-F拉。2、小结课题探究的一般过程。师：今天我们通过自己的努力和同班同学的合作，探究了影响浮力的大小因素和阿基米德原理，同学们表现了很高的热情与积极探索科学的精神，共同完成了本课学习任务，目前国际上很多领域也采用象我们这样的合作探究方式探索科学课题，如我国与国际合作探究、交流核科学技术（投

影）。

今后我们在学习和工作中要将这种合作探究、学习交流的精神发扬下去。

一、引入新课

多媒体播放“文彦博树洞取球”的视频动画，回答问题：文彦博用什么方法把掉进树洞中的球取出来？是什么力把皮球托出树洞？

二、进行新课：

1．什么是浮力？

（1）演示实验：放入水中的木块和乒乓球放手后，木块乒乓球从水里浮上来，最后浮在水面上静止不动。

提问：在水里浮上来和浮在水面上的木块受几个力的作用？施力物体是什么？力的方向如何？

学生回答后小结：从水里浮上来的木块受到竖直向下的重力，施力物体是地球。还受到竖直向上的浮力，施力物体是水。上浮过程中木块受非平衡力的作用，浮力大于重力。木块浮在水面静止不动时，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。木块在平衡力的作用下保持静止状态。可见，从水里浮上来的物体和浮在水面上的物体都受到浮力。

（2）演示实验：把石块放入水中，放手后石块在水中下沉，并且一直沉到水底。

提问：下沉的石块受浮力作用吗？

教师指出，为研究这个问题，同学们利用手中的器材完成实验设计

要求：①明确实验目的是判断浸没在水中和酒精中的石块是否受到浮力，以及浮力的大小和方向。

②石块要用细线挂牢。读取石块浸没在水中弹簧秤的读数时，石块不要触及杯底或杯壁。

学生实验时，教师巡回指导。

实验完毕，组织讨论，教师总结。

①挂在弹簧测力计上的石块在空气中静止不动，受几个力的作用？方向如何？施力物体是什么？这几个力的关系是怎样的？说出石块在空气中重多少牛。

小结：石块受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力。重力的施力物体是地球，拉力的施力物体是细线。二力的关系是彼此平衡。此时弹簧测力计的示数就是石块所受的重力。

②挂在弹簧测力计上的石块浸没在水中的读数是多少牛？此时，浸没在水中的静止石块受到几个力的作用？各力的方向如何？施力物体是什么？这几个力的关系如何？两次弹簧测力计的读数有差别差说明了什么？

小结：石块此时受到三个力的作用，一个是竖直向下的重力，施力物体是地球；一个是竖直向上的拉力，施力物体是细线；另一个是竖直向上的浮力，施力物体是水。石块静

止不动说明：石块受到的重力一石块受到的拉力十石块在水中受到的浮力。由于石块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧秤的读数。所以石块受到的重力一石块在水中秤的读数十浮力。弹簧秤两次读数的差就是浸没在水中的石块受到的浮力。浮力一石块重一石块在水中秤的读数（也可叫做石块在水中时的视重）。以上实验，说明浸入水中的石块也受到浮力。

教师总结讲解时，边讲边画出石块受力分析图

2．浮力产生的原因

思考：在水中上浮和下沉的物体都受到向上的浮力，为什么所有的物体都受到向上的浮力呢？

阅读探究：浮力产生的原因

如图所示，浸在液体中的正方体，由于它的左右侧面和前后侧面所处的深度相同，所以受到的压强相等，压力相等，压力相互抵消，合力为零，而它的上下表面所处的深度不同，下表面所受液体压强大于上表面所受液体压强，所以下表面压力大于上表面压力，于是产生了向上的压力差，这个压力差就是物体所受到的浮力。（图略）

视频动态演示：浮力产生的原因

实验说明：将乒乓球放入去掉底部的饮料瓶的瓶口，向瓶中倒水，观察乒乓球是否浮起，在用玻璃板将瓶口堵住，观察乒乓球是否浮起。

3、物体的浮沉条件

提出问题：既然所有的物体都受到浮力，那为什么有的物体上浮，有的物体下沉呢？物体的浮沉由什么决定？

学生分组讨论后交流

结合多媒体视频教师讲解。

《浮力》教学设计及反思

（陕西省白水县田家炳实验中学 奚治国 ）

教学目标：

1.知识与技能

①认识浸没在液体和气体里的物体都受到浮力;

②理解浮力的大小等于什么;

2.过程与方法

①通过实验体验浮力的广泛存在;

②通过探究理解F浮=G排;

③体验由“实践→理论→实验→实践”的探究过程。

3.情感、态度、价值观

认识浮力对社会发展的影响,通过了解轮船搁浅的实例,提高环保意识。

教学重点、难点

1.通过实验猜想浮力大小与什么因素有关。

2.探究浮力与排开液体重力的关系。

教具和媒体

氢气球、乒乓球、土豆、弹簧秤、阿基米德演示器、水桶、盆子、盐、鸡蛋、饮料桶、烧杯、水等

设计理念：

1.从生活中浮力现象走向物理,从物理走向社会,将所学知识用于生产生活中,去解决实际问题,做到学以致用;

2.在研究问题过程中,引导学生注重科学方法探究,提倡多种学习方式,使学生成为知识“发现者”、“创立者”,充分激发学生的创造性思维;

3.充分发挥学生的主体地位,让学生通过自己设计、思考、讨论、实验等方式参与到教学过程中,真正成为课堂的主人。

教学过程

1、创设情境，提出问题

从生活中的浮力现象入手，向学生们提出问题：“氢气球为什么会浮在空中？为什么 人游泳时可以漂浮在水面上？演示实验,乒乓球从水中浮起来,氢气球离开手上升,是什么力使它们上升?这些小例子非常简单， 学生很自然地就会答出与浮力有关， 并 且通过例子还可以发现， 不仅浸在液体中的物体会受到浮力， 浸在气体中的物体也会受到气 体对它的浮力。再让学生搜集生活中浮力的现象，将学生的思维进一步的发散，从而引出本 节课的课题。 （说明：从生活中的浮力现象入手，学生通过搜集生活中的浮力现象，使思维发散。 通过所列举的现象，感受到物理就在我们的身边。）

2、探究新知

通过受浮力的例子(投影图片)这些浮在水面上的物体能受到浮力,那么放入水中要下沉的土豆受不受浮力呢?

探究一：在水中下沉的物体也受浮力吗？

问题： 首先让学生将石块、木块、曲别针、乒乓球放入盛水的烧杯，观察实验现象，发现木 块、乒乓球在水面漂浮，而石块、曲别针却沉入烧杯的底部。 学生通过观察有了感性认识后向学生提出问题：“在水中下沉的物体也受浮力吗？”

猜想和假设： 学生以小组为单位讨论在水中下沉的物体是否受水对它的浮力。有的学生认为在水中 下沉的物体不受水对它的浮力， 理由是物体没有被浮起来。 还有的同学则

认为在水中下沉的 物体受到水对它的浮力， 因为物体下沉的速度比较缓慢……到底哪种猜想正确要通过实验进 行验证。

设计、进行实验： 学生再次以小组为单位讨论实验方案，然后各个小组进行交流。 实验器材：烧杯、水、弹簧测力计、石块、绳。 实验过程：将石块用线拴好挂在弹簧测力计的秤钩上，观察弹簧测力计的示数，再将 石块浸没在水中观察弹簧测力计的示数有无变化。 学生交流实验注意事项：不要将石块放在容器底部，否则容器底部对石块有一个向上 的支持力，会影响实验结果。 明确实验过程之后学生进行分组实验。

交流评估： 各小组学生代表交流实验现象： 实验发现当石块浸入水中后弹簧测力计的示数变小了。 教师可以用手托住石块， 利用肢体语言让学生更深刻领悟弹簧秤的示数变小了， 说明有一个 力量向上托起了石块， 在水中正是水向上托起了石块， 因此在液体中下沉的物体也受到液体 对它的浮力。

探究二：浮力的方向和大小。

演示实验：找一段较粗的红毛线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部，将水 注入大烧杯，直到将乒乓球浸没，观察红毛线被在竖直方向拉直。将大烧杯的一端垫高，发 现红毛线仍旧被在竖直方向拉直。此实验说明浮力的方向总是竖直向上。

浮力大小的测量： 通过受力分析总结出用弹簧测力计测量浮力大小的方法： F 浮＝G－F 拉。

阿基米德原理的探究：引导学生建立 F 浮与 G 排联系：学生进行分组实验，将空易拉罐按入水中体会浮力的大 小与什么因素有关？学生在实验中最直接的感受就是将易拉

罐下按过程中， 易拉罐所受的浮 力越来越大。要建立浮力的大小与物体排开液体重力有关系的课题需要老师慢慢进行引导。 在此教师可以通过实验引导学生发现当将易拉罐下按过程中， 小桶中的水面升高， 升高的这 部分水的体积等于什么？学生经过讨论不难回答出升高的这部分水的体积与易拉罐浸在液 体中的体积相同。 也就是说易拉罐浸在水中部分的体积排开了液体， 因此我们把排开的这部 分水的体积称为 V 排,浮力属于力，浮力的大小与 V 排有关系，还与哪个量更加接近？学生会 比较自然的将 F 浮与 G 排联系在一起。 从而提出课题 “物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力的关系”。 引导学生学生以小组为单位讨论实验方案，然后各个小组进行交流。分小组进行实验在实验，讨论得出阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。

3.巩固和提高

1.漂在水面上的木块受到水对它的___________，沉入水底的铁块也会受到水对它 的_________。

2.一切浸入液体中的物体，都受到液体对它的________。

3．两手分别拿着一个小木块和一个大石块，把它们都浸没在水中，同时松开手，小木 块上浮，大石块下沉，_______受到的浮力大。

4. 交流、评估与小结

小组讨论交流本节课的收获与感受

1）、认识浸没在液体和气体里的物体都受到浮力;

2）、知道浮力的方向

3）、知道大小，理解基米德原理

5.布置作业

1．P93 动手动脑学物理。 2．课后查阅资料了解轮船的排水量。

课后反思

1．对初中学生而言通过实验总结出阿基米德原理难度较大，实验对学生的实验技能要求较高，在实验中需要测量四个物理量（G、 F 拉、G 桶、G 桶+排水），记录六个物理量（G、F 拉、F 浮、G 桶、G 桶+排水、G 排），大部分学生对于 这么多的物理量感到不知所措，无从下手，再加之实验误差很难得出正确的结论。于是在教学中采取将“物体所受的浮力大小”与“物体浸在水中排开水的重力”两个物理量分开测量再汇总的方法。2．本节课探究实验较多，实验的成败直接影响学生对结论的归纳总结，为保证实验过程合理、有序，使学生在头脑中清楚地认识到如何进行实验以及为什么要这样做，在教学中 采取实验前留有充分的时间小组进行设计、讨论实验方案，在相互启迪交流中形成共识，使学生确实明确实验应如何进行后再分组实验。 这样做体现了新课程标准的理念， 学生实验中减少了盲目性，达到事半功倍的效果。将测量物体所受的浮力大小与测量物体浸在水中排开水的重力分开（要注意提示学 生保证 V 排相同，在两次实验中采取让物体全部浸没在水中），这样做大大简化了繁琐的实 验步骤，将实验难点分散，效果较好。