物理北师大版五、学生实验：探究——影响浮力大小因素教学设计

五、学生实验：探究-影响浮力大小的因素

教学目标：

1.通过实验探究认识浮力，知道浸在液体中的物体受到液体向上托的力就是浮力，知道浮力的方向竖直向上。

2.通过实验探究，知道浮力产生的原因是液体对物体表面向上和向下的压力差。

3.通过实验探究，知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，培养猜想假设、实验设计等科学探究能力。

4.会求浮力的大小。

5.通过实验探究，培养追求物理本质的探究精神。

重点：

通过实验探究，知道阿基米德原理

难点：

通过实验探究，知道浮力的大小与哪些因素有关

教学过程：

引入新课

    播放浮力视频

老师：伴随着电视上浮力现象带给我们的视觉冲击，我们来感受下三门峡的浮力现象带给我们的激情和静逸

播放三门峡浮力现象图片

老师：今天这节课我们就来学习第五节学生实验-探究影响浮力大小的因素。

今天的学习目标请同学们看大屏幕，首先我们来认识浮力。

一、认识浮力

    实验：（1）把乒乓球放入水中，我们看到它漂浮。

（2）把苹果放入水中，我们看到它漂浮。

（3）把木块放入水中，我们看到它漂浮。

    老师：为什么呢？很好，这是因为它们受到向上的浮力

    实验：铁块放入水中，它下沉，石头放入水中，它下沉，

    老师：那么在水中下沉的物体受不受浮力的作用呢？我们通过实验来探究一下吧！

    实验：我把一个石块儿，悬挂在弹簧测力计下端。测出石块的重力为2.2N。

    老师：当我用手向上托石块时，这时弹簧测力计的示数为1.8牛。弹簧测力计的示数减小了，为什么？
    老师：我把石块浸没在水中。我们看到弹簧测力计的示数变为1.8N.也减小了，说明石块儿也受到一个向上托的力。这个力的施力物体是？请同学们把石块浸没在盐水或者酒精中，看能不能得出相同的结论？

    老师：我们发现，无论物体浸在盐水还是酒精中，都受到液体对它向上托的力。所以我们这样定义浮力，浸在液体中的物体，受到液体对它向上托的力，这个力叫做浮力。

    老师：请同学们对浸在石块进行受力分析。

    老师：石块受到一个向下的重力，一个向上的拉力，还受到水对石块的浮力。

根据平衡力的条件可得

由于重力的方向是竖直向下的，所以浮力的方向总是竖直向上的。

二、浮力产生的原因

老师：浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力呢？我们通过实验来探究一下。

演示实验：这是一个去盖去底的矿泉水瓶，我把乒乓球放入其中。加水？乒乓球为什么浮不起来了呢？用手堵住瓶口。乒乓球浮起来了，这又是为什么呢？我们以正方体木块为例来说明一下。

     演示实验：这是一个特制的水槽，它由大小两个水槽构成，小水槽中有一个正方形开口使两个水槽相联通，我把木块放在正方形开口上，加水，原本在水中漂浮的木块，为什么浮不起来了呢？我们对木块进行受力分析，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，木块儿的上表面受到水向下的压力，而下表面没有受到水向上的压力，所以没有浮起来。我往大水槽中加水，木块受到大水槽中水向上的压力，当向上的压力大于向下的压力时，就产生了浮力。

老师：浮力的原因也是由于液体对物体向上和向下的压力差   

F浮=F向上—F向下

请同学们自己利用手边的器材来感受下浮力产生的原因吧

    学生实验：浮力产生的原因

三、探究-影响浮力大小的因素
    老师：了解了浮力产生的原因，我们来探究影响浮力大小的因素。

演示实验：这是一个普通的鸡蛋，这是一杯清水，这是一杯盐水，我把鸡蛋放入清水中，同学们看到了什么现象？我把鸡蛋放入盐水中，同学们又看到了什么现象？请你猜想一下浮力的大小与什么因素有关呢！
    演示实验：我们再来做一个小实验，请一位同学把这个矿泉水瓶压入这个装满水的水槽中。

老师：告诉大家，你的体验是什么？你看到了什么现象？请同学们根据这些实验，可我们日常生活都能体验，组内讨论，大胆的猜想，浮力的大小可能与哪些因素有关，并把你的猜想写到黑板上。

老师：同学们的猜想有很多。我们来整合一下，从刚才的实验我们看出，物体排开液体的体积等于物体排物体浸入液体的体积。所以这两个我们选择其中的一个。根据公式，我们判断，如果浮力的大小与物体的密度和体积有关。就会和物体的质量有关，和物体的重力有关。所以我们先探究浮力的大小与物体密度和体积的关系。同理，我们也先探究浮力的大小与液体的密度和排开液体体积的关系。下面我们就来探究浮力的大小和这六个因素的关系。我们全班分成六个小组，每组探究一个。注意在设计实验步骤时，要注意控制变量。

学生实验：探究-影响浮力大小的因素
    老师：同学们讨论的真激烈。同学们的实验做的怎么样了呢！下面派出我们的特约小记者来探究一番。

学生采访

    老师：张荣组同学很优秀，从实验器材的选择，到实验步骤的设计，再到实验过程和得出结论，堪称完美，并且分享了实验中遇到的问题。咱们的小记者也很专业，很棒，下一组

    学生采访。

老师：采访完毕，我们的小记者来总结一下吧
    老师：我们班的同学真是太聪明了。我们自己得出了浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关。

四、学生实验： 探究浮力的大小与物体排开的液体所受的重力的关系？

老师：请同学们进一步思考，浮力的大小可能等于什么呢？
    老师：说的非常好，下面我们就来探究，浮力的大小与物体排开的液体所受的重力的关系。即和G排的关系。如何测浸在液体中的物体受到的浮力呢？说的非常好，坐下。那又该如何收集物体所排开的液体呢！这就要用到我们今天的秘密武器---溢水杯啦！

演示实验：我往溢水杯里倒水。当水到达溢水口时，水就会流出来。当水停止流动时，溢水杯就准备好了。我用这个小桶收集溢出来的水，我把石块轻轻放入水中，当水不再流动时，小桶里的水就是石块排开的水。同学们是能想办法测出小桶里的水所受的重力了吗？聪明的同学们，请您赶快讨论出合理的实验步骤进行实验吧！
    老师：下面依然派出我们的特约小记者来探究一番。

学生采访
    老师：我们班的同学真是太厉害了。通过实验，我们得出了浮力的大小，等于它排开的液体所受的重力，这就是著名的阿基米德原理。
    老师：亲爱的同学们，让我们放飞气球来庆祝一番吧！

学生放飞气球
    老师：问题又来了，浸在空气中的气球受不受浮力的作用呢？今天的作业请同学们设计一个实验，证明在空气中的物体也受到空气对它的浮力作用。
今天这节课就到这里，谢谢大家。