浮力与阿基米德定律教案

拉 10.1：浮 力(2课时)教学目标⒈理解浮力的产生原因、实质；⒉知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论；知道影响浮力大小的因素 ⒊会运用阿基米德原理解答和计算有关浮力的简单问题 教学重点⒈浮力的产生原因⒉阿基米德原理与密度知识的结合应用 ⒊明确公式排液排浮＝＝gV G F 中各量的关系教学难点 影响浮力大小的因素教学用具演示弹簧秤、水槽、乒乓球2个(其中一个装细砂)、铁块、木块、泡沫 溢水杯、烧杯、水、小桶、细线、牙膏管教学步骤一、导入新课 演示实验：不同物体在水中的浮沉情况。

二、问题引入：浮在水面上的木块处于静止状态，说明受到的F 合＝0。

它除了受到重力G 之外，还要受到另外一个力的作用，这个力由什么产生呢？在水中搬动石块，感觉与在空气中搬动石块有什么不同？用手拿住铁块、木块、泡沫放置于水中，松开手之后，会发生什么现象？ 三、新课教学 ㈠、浮力⒉施力物体：液体 受力物体：液体中的物体 ⒊方向：竖直向上 ⒋浮力的大小⑴物体浮在水面上时木块受到重力、浮力，木块处于静止， 说明这二力平衡，∴F 浮＝G物体在水中下沉时⑵演示：铁块受到的重力，进行受力分析 当铁块挂在弹簧秤下时，处于静止，受到 F 拉和重力G ，且F 拉＝G ；当铁块放置于水中时，也处于静止，受到F '拉 、F 浮和G ，且F '拉 ＋F 浮＝G ； ∴F 浮＝G －F '拉 ＝G －G 水中又∵F 拉＞F '拉 ，说明了铁块受到水施加的浮力。

⒌浸在液体中的物体，无论是上浮还是下沉，它都受到液体施加的浮力的作用，此力方向是竖直向上。

⒍练习：有一小球挂在弹簧秤上，在空气中称小球时读数是40牛，把它浸没在水中称时，弹簧秤的读数是25牛，小球受到的浮力是多大？分析：小球挂在弹簧秤上放入水中，此时小球受到竖直向下的重力G 、竖直向上的浮力F 浮和弹簧秤的拉力（F 拉），所以小球受到的浮力 F 浮＝G －F 拉＝40牛－25牛＝15牛。

㈡、浮力产生的原因⒈设想一个立方体浸没在水里（用课本P142图12-4根据液体内部压强的特点，立方体的六个表面都受 到水的压力，每个表面受到液体的压力方向总是垂 直与物体的表面。

⒉浮力产生的原因：液体对物体存在向上和向下的压力差，F 浮＝F 向上－F 向下，浮力的方向总是竖直向上的。

让蜡块与水槽底部紧密结合，蜡块并不上 浮（如图5），轻轻拨动蜡块，让水进入蜡块底部。

蜡块就会上 浮。

加深对浮力产生的原因的理解②产生浮力的条件：物体的上下表面都要和液体相互接触，浮力的大小等于向上和向下的压力差，这个压力差方向是否竖直向上。

③学生练习两个正方体物体分别与容器底部和侧壁紧密接触，往容器中倒水，两物体是否受到浮力作用？⒊物体在气体中也受浮力①演示：氢气球脱手后上升，就是因为受到空气对它的浮力。

②思考：吹了空气的气球是否受浮力？为什么气球不上升呢？㈢、影响浮力大小的因素：与排开液体的体积有关，与物体受到的浮力与物体所处的深度无关⒈演示1：将一个瘪的空牙膏管放进一个盛水的容器里，则见它沉入水底。

提问：这个瘪的空牙膏壳为什么沉下去呢？⒉演示2：将瘪的牙膏管整成鼓状，再放进水里，鼓的牙膏管却浮于水面并未下沉。

提问：为什么同一个牙膏管（其重力不变），瘪的就下沉，而鼓的就可以漂浮在水面上呢？ 学生进行讨论，启发学生思考，提出问题：牙膏管浮在水面时，它受到几个力的作用？它们之间的关系怎样？⒊演示3：在空牙膏管中加一些细砂粒，并引导学生观察牙膏管将随着加进去的重物的增多而逐渐下沉。

⒋结论：物体的重力逐渐增大，但是它还是处于漂浮状态，它受到的浮力也变大了，所以浸在水中的物体受到的浮力的大小跟它浸在水中的体积有关，浸入的体积越大，它受到的浮力越大。

（四）、阿基米德原理⒈内容：浸入液体中的物体受到竖直向上的浮力，其大小等于它排开液体受到的重力。

⒉公式：排液排浮＝＝gV G F⒊适用范围：适用于计算液体对物体的浮力，也适用与计算气体的浮力。

⒋公式的物理含义：F 浮与V 排、ρ液成正比。

物体受到的浮力与物体的密度、物体的形状、浸没后的深度无关。

（五）、例题解析：有一个重7.02N 的实心铁球，把它放在足够多的水中时受到多大的浮力？如果是一个重7.02N 的铝球呢？如果是一个重7.02N 的木球呢？分析：根据阿基米德原理，铁球、铝球受到的浮力等于它所排开的液体的重力。

由于铁球、铝球在水中下沉，它们排开水的体积就等于它们的体积，而铁球、铝球的体积可以用V ＝m/ρ求得。

木球在水中是处于漂浮状态，利用二力平衡的知识知道它受到的浮力等于它的重力，此时就没有必要用阿基米德原理来求了。

（六）、推理法导出阿基米德原理除了用实验可以得到阿基米德原理，利用浮力产生的原因也可以推导得出阿基米德原理。

如图所示，一正方体浸没某液体中，上下底面积都为S ， 设正方体上底面距离液面深度为h 1，下表面距离液面深度为 h 2，正方体的高为h 2－h 1，则其体积为V ＝S （h 2－h 1），。

则液 体对上底面的压力p 1S ，液体对下底面的压力为p 2S 。

由浮力 产生的原因可知：浸在液体中的物体所受浮力是由上下两底 面的压力差产生的。

即F 浮＝F 向上－F 向下，而F 向上的方向竖直向上，F 向下的方向竖直向下，且F 向上＞F 向下。

故浮力的方向与下底面所受压力的方向一致，竖直向上。

浮力大小为排浮排排液液液液浮即＝G F G gV h h gS S gh S gh S p S p F F F ==-=-=-=-=ρρρρ)(12121212（七）、例题解析： 例1：有一个空心铝球，重4.5N ，体积是0.5dm 3。

如果把这个铝球浸没在水中，它受到的浮力是多大？它是上浮还是下沉？它静止时受到的浮力是多大？若铝球静止时漂浮，铝球露出水面的体积多大？解：由于铝球全部浸没在水中，所以V 排＝V 球＝0.5dm 3＝ 0.5×10－3m 3。

F 浮＝G 排＝ρ水gV 排＝1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.5×10－3m 3＝5N ∵F 浮＞G 球，所以铝球上浮铝球在水中上浮，一直到露出水面，当F 浮´＝G 球＝4.5N 时，铝球静止在水面上。

此时铝球受到的浮力大小等于铝球的重。

3534343433105105.4105105.4/10/100.15.4m m m V V V mkg N m kg N gF V ----⨯=⨯-⨯='-⨯=⨯⨯='='排露水浮排＝ρ小结：解答此类问题，要明确铝球是研究对象。

判断上浮还是下沉以及最后的状态要对研究对象进行受力分析，应用公式计算求解。

例2：一个冰山，露出海面的体积为10m 3，那么这个冰山的总体积是多大？分析：冰山是处于漂浮状态，所以受到的浮力等于冰山重力，根据阿基米德原理排液排浮＝＝gV G F ρ，可知G 与V 排有关系，同时G 又与V 有关，而V ＝V 排＋V 露解：∵冰山处于漂浮状态，∴F 浮＝G ＝G 排，333333332.79/109.0/1003.110/1003.1mm kg m kg m m kg V V VV V V V m m =⨯-⨯⨯⨯=-=⇒⇒冰海水露海水冰露海水冰排海水排）＝－（＝＝ρρρρρρρ 例3：一个体积为2m 3的氢气球，球皮重10N ，地面附近所受的空气浮力多大？它最多能吊起多重的物体？解：NN N G F G N m kg N m kg N gVN G G G Nm kg N m kg gV F 148.118.258.112/10/09.010108.252/10/29.13333=-=-='=⨯⨯+++==⨯⨯=浮氢气氢气球排空气浮＝＝＝ρρ教师告诉学生：阿基米德原理同样适用与气体，用公式排排浮＝＝gV G F ρ计算时，ρ表示被排开的气体的密度。

气球的载重量为浮力与本身重力的差，要注意气球的总重力包括了球皮和球内气体的重力。

六、板书设计：2.公式：排液排浮＝＝gV G F ρ 3. 适用范围：适用于计算液体对物体的浮力，也适用与计算气体的浮力。

4. 公式的物理含义：F 浮与V 排、ρ液成正比。

物体受到的浮力与物体的密度、物体的形状、浸没后的深度无关 五、物体在气体中也受浮力 六、浮力的计算方法 1. F 浮＝G －G 水中2. 物体漂浮时，F 浮＝G3. F 浮＝F 向上－F 向下⒋排液排浮＝＝gV G F ρ浮 力 一、浮力的产生1.施力物体：液体 受力物体：浸入液体中的物体2.产生：当物体浸入液体中时3.方向：竖直向上二、浮力的大小测量1. 物体浮在水面上时 F 浮＝G2. 物体在水中下沉时 F 浮＝G －G 水中二、浮力产生的原因：液体对物体存在向上和向下的压力差，F 浮＝F 向上－F 向下，浮力的方向总是竖直向上的。

三、影响浮力大小的因素1.物体排开液体的体积V 排2.与物体所处的深度无关 四、阿基米德原理1. 内容：浸入液体中的物体受到竖直向上的浮力，其大小等于它排开液体受到的重力。