初中物理浮力教学设计

教学设计：

他真有特异功能吗？

——探究浮力的大小

[课标解读]

1.知道阿基米德原理

2.能应用阿基米德原理计算浮力和解决简单的问题

[教学目标]

1.科学探究

①把石块挂在弹簧测力计上，探究石块分别在空气中和浸入

水中时，弹簧测力计读数的差异，感知浮力。

②探究浮力的大小与排开液重的关系。

2.知识与技能

①能从生活和实验中知道浸入液体的物体受到液体对它向上

的浮力。

②知道阿基米德原理

3.科学态度、情感与价值观

①关注日常生活中的现象，并学会用科学知识来解释说明。

②以实验为依据，得出符合实验事实的结论才是科学的。

4.科学技术与社会的关系

知道浮力在生产、生活中的应用。

[教材分析]

1.教学重点：让学生体验探究的过程，掌握探究的方法，培养科学的态度，能根据实验归纳出阿基米德原理

2.教学难点：探究阿基米德原理的设计思路，掌握实验方法——控制变量法

[教学资源开发]

弹簧测力计、体积相同的石块、铁块、水、硫酸铜溶液、烧杯、溢水杯、细线等

[教学过程]

1、实验导入

据报道：河南省西平县有一王姓农民能躺在水面上好几个小时，

在社会上引起了很大的轰动，人们一致都认为老王有特异功能。这件

事引起了科学界的重视，有关部门组织专家在北京给他做了一系列的

科学实验，实验结果证明这并不是什么特异功能。

（1）质疑：那么究竟是什么原因能让他在水面上躺几个小时呢？请同学们猜测一下。

学生会回答：因为他受到浮力。

（2）进一步质疑：别人躺在同样的水中也受到浮力，为什么很难做到呢？

提示：这里请同学们注意到一个现象：就是每次他躺在水面上睡

觉时都只是露出面部，并且躺的姿势也都一样。他为什么要这样做呢？要弄清这个问题，我们必须知道浮力的大小与哪些因素有关。

学生会有多种猜测：可能与老王所躺的水的密度有关，可能与老

王的体重有关，也可能与老王身体的体积有关等。

在学生讨论的基础上，归纳讨论结果：浮力大小可能和物体的体积、物体的密度、液体的密度、浸入液体的深度、排开液体的体积有关。

既然浮力大小可能与上述因素有关，那么是和其中的一个因素有关，还是和其中几个因素有关或是和它们都有关系呢？怎样来验证这

些猜想是否正确呢？

2、设计实验方案

浮力的大小可能与上述因素都有关系。但我们研究浮力的大小与

其中一个因素的关系时，应该怎样进行呢？

学生讨论得出结论：必须控制其它因素，使其保持不变以排除这

些因素的影响和干扰。即采用《控制变量法》进行实验。

（1）验证浮力的大小与物体的密度是否有关

学生设计实验：如图：

①用弹簧测力计测出相同体积的石块和

铁块受到的重力，即G石、G块。

②把石块和铁块分别浸没在水中，观察弹

簧测力计读数分别为F石、F铁。

③根据力的平衡原理，求出石块、铁块分别受到的浮力。

F 石浮=

G 石-F 石F 铁浮=G 铁-F 铁

列表记录实验数据：

空气中所受重力

浸没水中弹簧测力计示数浮力N 结论

石块

铁块比较实验结果：学生得出结论：浮力的大小与物体的密度无关。

（2）验证浮力的大小与液体的密度是否有关

提问：如何验证与液体的密度是否有关？

学生回答：控制其它因素都相同，选用不同密度的液体实验。学生设计方案：

①用弹簧测力计测出石块受到的重力

G ；②把石块分别浸没在水中和硫酸铜溶液里，静止时观察弹簧测力

示数F 、F ′；

③根据力的平衡原理求出石块浸没在不同液体中所受的浮力F 浮=G-F F ′浮=G-F ′

比较实验结果，学生得出结论：物体浸入液体中的体积相同时所受的浮力与液体的密度有关，且液体的密度越大，所受的浮力越大。

（3）验证浮力的大小与物体的体积、浸入液体的深度是否有关学生设计实验：同一石块浸入水中不同的深度时，比较所受浮力的大小。

①用弹簧测力计测出石块受到的重力

G ；②把石块分别浸没在水中和硫酸铜溶液里，静止时观察弹簧测力

计示数；

③把石块浸没在水中不同深度处，测出弹簧测力计的示数。列表记录实验数据：

表一

表二

石块在空气中所受的重力（N ）石块浸入水中不同深度时

弹簧测力计示数（N ）石块受到的浮力（N ）

学生分析表一:石块的体积不变，浸入水中不同的深度，所受的浮力不同。

结论：浮力的大小与物体的体积无关。

学生分析表二得出结论：物体浸没在水中不同深度时，浮力相等。提问：物体浸入液体中不同深度时，排开液体的体积不同，浸没在液体中不同的深度时，排开液体的体积相同，那么浮力的大小和排开液体的体积是否有必然的关系呢？

④验证阿基米德原理。

学生设计实验：如图所示：先在空

气中称出石块的重量，再把它浸没在溢

水杯中，求出石块受到的浮力，后称出

被石块从溢水杯排到小桶的水重。

比较实验结果学生得出结论：

浮力与被排开液体的体积有关。物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大，而且F 浮=G 排

结论：“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受到的重力。”这就是著名的阿基米德原理。

导出阿基米德原理的表达式：

F 浮=

G 排=M 排·g=ρ液·

g ·V 排说明：物体受到浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度，在液体中是否运动、液体的多少无关。石块浸入水中的深度不同，浮力不同，本质上是因为排开水的体积不同；浸没水中后不同深度，浮力相同是因为排开水的体积相同。

提问：知道了阿基米德原理，同学们是否明白了为什么说老王他并没有什么特异功能呢？

学生回答：他之所以能浮在水面，是因为他能够使他尽可能排开更多的水，从而增大浮力，并通过调整身体在水中的姿势，使得他所

石块在空气中所受的重力石块浸没水中不同深度时

弹簧测力计示数石块受到的浮力