初中物理新北师大版八年级下册第八章第六节 浮力教案（2025春）

第六节浮力第1课时认识浮力【教学目标】1.知道浮力的概念、产生原因及浮力的方向.2.知道漂浮在液面上的物体和浸没在液体中的物体都受到浮力作用，会用称重法计算浮力.3.知道大气对浸没在其中的物体也有浮力作用.4.通过实验观察，了解浮力是怎样产生的.【教学重点】1.影响浮力大小的因素2.浮力的计算.【教学难点】计算浮力.【教具准备】多媒体课件、体积较小且大小相同的铁块和铝块、体积较大的铁块、弹簧测力计、溢水杯、量筒、烧杯、水、盐水、细线等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的[课后作业]（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.二、新课引入师：同学们，我们经常看到节日放飞的氢气球会浮在空中；人游泳时可以漂浮在水面上；鸭子、轮船能漂浮在水面上；潜水艇可以在水中自由地上升和下潜等事例，你们思考过它们为什么能这样呢？生：因为它们受到了浮力.师：物体在哪些情况下会受到浮力呢？请大家自己举例子说说.学生踊跃发言：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.师：同学们，你们想知道关于浮力的哪些知识呢？学生展开想象，分组交流、讨论，各抒己见，提出一系列问题.生1：什么是浮力？它有方向吗？生2：漂浮的物体受到浮力，那么下沉的物体会受到浮力吗？生3：如何计算浮力的大小……三、进行新课浮力1.浮力的存在如图甲所示，将一铝块悬挂在弹簧测力计下端，铝块静止时弹簧测力计的示数等于铝块所受的重力大小.如图乙所示，当我们用手向上托铝块时，会看到弹簧测力计的示数变小.师：如图丙所示，将铝块浸在水中时，你会看到什么现象？生：弹簧测力计的示数比图甲中小.师：此铝块是否也受到一个向上托的力？生：是的.师：这个力的施力物体是什么？生：水.师：将铝块浸在煤油或酒精等液体中时，会有类似的现象发生吗？生：也会.物体不论漂浮在水面上还是浸没在水中，都会受到水对它是施加的向上托的力6 .用其他液体代替水，也可以得出同样的结论.2.浮力(1)定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力,这个力叫作浮力.(2)施力物体:液体(或气体)(3)受力物体:浸在液体(或气体)中的物体.3.浮力的方向浮力的方向总是竖直向上的,与物体的形状、物体是否运动以及容器的摆放方式等无关.4.称重法测浮力师大家想想如何利用弹簧测力计来测量浮力呢？学生交流、讨论，提出实验方案：把物体挂在弹簧测力计下，读出物体在空气中的重量F1，再将物体浸入水中，读出测力计的示数F2，则浮力=F1-F2.教师鼓励学生，并演示实验.(1)如图甲所示,用弹簧测力计测量出物体的重力G.(2)如图乙所示,将物体浸在液体中,读出此时弹簧测力计的示数F拉;(3)物体所受的浮力F浮=G-F拉中物体的重力G=3N,物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F拉=2.4N,则物体所受的浮力F浮=G-F拉=3N-2.4N=0.6N.[教师总结]这种利用弹簧测力计测浮力的方法叫称重法，它是通过等效转换的思想来测出浮力的.例题1（用多媒体展示）一个重7N的石块，挂在弹簧测力计上，将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是4.3N，则石块受到的浮力是N，浮力方向是.解析：石块浸在水中时，对石块进行受力分析，受到弹簧测力计向上的拉力F1、水对它的浮力F浮、向下的重力G，石块处于平衡状态，因此，有F1+F浮=G，则浮力F浮=G-F1=7N-4.3N=2.7N，浮力方向竖直向上.答案：2.7竖直向上浮力的成因师：浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力呢？1.探究浮力的成因在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡胶膜，将其浸没在水中，如图所示.师：你会看到什么现象？生：图甲中，橡皮膜向内凹，程度一样.图乙中上面的橡皮膜向下凹，下面的橡皮膜向上凹，且下面的程度更大.师：这些现象说明了什么？生：水对橡皮膜产生了一定的压力.当玻璃圆筒沿水平方向放置时，如图甲，水对玻璃圆筒左、右两侧的压力F左和F右的大小关系是F左＝F右，其合力F水平=0.当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，如图乙，水对玻璃圆筒上、下两端的压力F上和F下的大小关系是F上＝F下，其合力F竖直=F下－F上，方向竖直向上.师：通过上述实验，你认为浮力是怎样产生的？将你的想法与同学交流.生浸在液体中的物体受到液体对其压力的合力，就是液体对物体竖直向上的浮力.浮力产生原因的分析(以浸没在水中的正方体为例)2.两种特殊情况下的浮力大小教师用多媒体播放课件“两种特殊情况下的浮力大小”.两种特殊情况下的浮力大小（多媒体课件）根据浮力产生的原因，我们应了解两种特殊情况下的浮力.(1)当物体部分浸入液体中时,如图甲所示,其上表面不受液体的压力,所以物体受到的浮力等于其下表面受到的液体向上的压力,即F浮=F向上.(2)当浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触(密合)时,如图乙所示,液体对物体向上的压力F向上为0,物体将不受浮力的作用,只受到液体向下的压力,物体会被6 紧紧地压在容器底部.如水中的桥墩、深陷淤泥中的沉船等,都不受浮力作用.注意：1.物体下方有无液体是有无浮力产生的决定性条件.2.浮力是物体所受液体压力的合力，不是除压力外的一个新的力，不能说物体既受到液体的压力又受到浮力.3.通常将浮力看作一个力，力的作用点一般画在物体的重心上.例题2如图所示，将一个去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，将乒乓球放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球(选填“会”或“不会”，下空同)浮起来；再用瓶盖将瓶口堵住，过一会儿，乒乓球浮起来.该实验说明，浮力产生的原因是液体对物体上、下表面存在.解析：图中乒乓球上表面有水、下表面无水，下表面受到水的压力为０，上表面受到水的压力不为０，乒乓球不受浮力，不会浮起来.堵住瓶口后，乒乓球下面积满了水，此时乒乓球受到水向上的压力大于向下的压力，因此受到浮力的作用，会浮起来.答案：不会会压力差影响浮力大小的因素探究浮力大小与哪些因素有关见教材P93图8.6-5所示，在水槽中装入一定量的水，用手把空的塑料瓶缓慢按入水中.随着塑料瓶浸入水中的体积逐渐增加，把塑料瓶按下去的力也在增大.师：这是否意味着塑料瓶所受浮力的大小与它浸入水中的体积有关？生：是的.师：请同学们猜想下，浮力的大小与哪些因素有关呢？生：浮力可能与液体的密度、浸入液体的深度、物体排开液体的体积、物体的密度、物体的形状等因素有关.教师引导学生分组探索：（1）利用测力计探究浮力与液体密度的关系；（2）利用测力计探究浮力与物体浸在液体中的深度的关系；（3）利用测力计探究浮力与物体排开液体体积的关系；（4）利用测力计探究浮力与物体密度的关系；（5）利用测力计、橡皮泥探究浮力与物体形状的关系.师：实验中需要测量哪些物理量？如何测量物体所受的浮力？当浮力变化时要关注哪些物理量的变化？各小组根据所研究的课题，设计实验.教师指导完善，引导学生设计记录实验数据表格，并进行探究实验.参考示例：（多媒体课件）实验1：探究浮力的大小与液体密度的关系控制变量：物体浸在液体中的体积（物体排开液体的体积）相同，同一物体.图示：现象：乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同.分析：根据F浮=G-F拉，物体在水中和酒精中所受浮力不同，说明物体受到的浮力与液体的密度有关.实验2：探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系.控制变量：液体的密度相同，同一物体.图示：现象：两种情况下弹簧测力计的示数不同.分析：根据F浮=G-F拉，两种情况所受浮力不同，说明物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关.实验3：探究浮力的大小与物体的密度的关系.控制变量：物体的体积相同，浸没在液体中的体积相同，液体的密度相同.图示：现象：两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.6 分析：物体所受的浮力与物体的密度无关.实验4：探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系.控制变量：物体的密度、液体的密度、物体的体积、物体浸在液体中的体积图示：现象：两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.分析：物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度的无关.实验5：探究浮力的大小与物体的形状的关系.控制变量：物体的密度、液体的密度、物体的体积图示：现象：两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.分析：物体所受的浮力与物体的形状无关.师：通过实验探究，你得出的影响浮力大小的因素有哪些？你猜想的哪些因素对浮力大小没有影响？将你的结论与同学进行交流，看看你们的结论是够一致.如果不一致，分析其中的原因是什么.教师引导学生分析实验数据，归纳总结，得出结论.实验结论:1.物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关,物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大.2.浮力的大小与物体的密度、体积、形状以及物体浸没在液体中的深度等因素无关.例题3同学们探究“影响浮力大小的因素”，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示.(１)物体Ｐ的重力为Ｎ，其中实验ｂ中物体Ｐ所受浮力大小为Ｎ.(２)分析ａ、ｃ、ｄ三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度(选填“有关”或“无关”).(３)分析三次实验，可知浮力大小与物体浸在液体中的体积有关.当液体的密度一定时，物体浸在液体中的体积越大，受到的浮力越.(４)分析ａ、ｄ、ｅ三次实验，可知物体浸在液体中的体积一定时，越大，物体受到的浮力越大.(５)请你写出能够支持(３)中结论的一个生活现象：.答案：(１)４.８１.４(２)无关(３)ａ、ｂ、ｃ(或ａ、ｂ、ｄ)大(４)液体的密度(５)人越往泳池深处走时，会感觉身体越来越轻[教师结束语]通过这节课的学习，我们知道了浮力产生的原因，知道了浮力的方向是竖直向上.还知道浸在液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关，我们还学会用称重法测浮力.好，谢谢大家！[课后作业]完成本课时对应练习.第2课时阿基米德原理【教学目标】1.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论.2.理解阿基米德原理的内容.3.会用阿基米德原理计算浮力.【教具准备】多媒体课件、弹簧测力计、细线、金属块、烧杯、水、酒精、煤油、小桶等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的[课后作业]（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.二、新课引入师：同学们认识了浮力，那么物体在什么情况下受到的浮力比较大，什么情况下受到的浮力较小，浮力的大小和什么因素有关呢？生：浮力的大小和液体的密度和排开液体的体积有关.师：同学们说得很对，那我们试着再想想浮力的大小是否和排开液体的重力有关呢？6 学生讨论，并产生疑问.师：大家别着急，我们下面就来探究浮力的大小和排开液体的重力的关系.三、进行新课阿基米德原理1.阿基米德原理(１)内容: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所受的重力.(２)公式（3）适用范围阿基米德原理不仅适用于液体,同样适用于气体.(4)对阿基米德原理的理解①阿基米德原理阐明了浮力的三要素:浮力作用在浸在液体或气体)中的物体上,其方向竖直向上,其大小等于物体排开的液体(或气体)所受的重力.②物体“浸在液体中”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况,这两种情况下物体都会受到浮力.③物体排开液体的体积(V排)等于物体浸入液体中的那部分体积:全部浸入时,V排=V物(如图甲);部分浸入时,V排<V物(如图乙).④由F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体中是否运动等因素无关.例题1如图，重为５Ｎ、体积为０.２×１０-3ｍ3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是Ｎ，静止时弹簧测力计的示数是Ｎ.(ｇ取１０Ｎ/ｋｇ，ρ水＝１.０×１０3ｋｇ/ｍ3)2.验证阿基米德原理师怎样测出物体所受浮力的大小？生：用称重法测量物体受到的浮力.师：怎样测出物体排开的液体的所受的重力？生：用弹簧测力计测量排开液体所受的重力.教师引导学生分组进行下列实验：第一组：A.先用弹簧测力计测出空桶的重力G桶后，把空桶放在装满水的溢水杯的溢水口下方.B.在空气中用弹簧测力计测出金属块的重G.C.将金属块浸没在盛满水的溢水杯中（溢水杯中溢出的水全部流入小桶中），读出弹簧测力计的示数F（即金属块在水中的重）.D.用弹簧测力计测出装有溢出水的小桶的总重G总，算出溢出的水的重量即排开的水的重量，G排=G总-G桶.E.比较浮力F浮及排开的水的重力的大小，发现F浮=G排.实验结论：浸没在水中的金属块受到的浮力跟它排开的水重相等.第二组：将金属块浸没在酒精中进行实验（步骤同上），虽然在酒精和水中受到的浮力不同，但在水中和在酒精中受到的浮力分别和排开水的重力和排开酒精的重力相等.第三组：将金属块浸没在煤油中进行实验（步骤同上），虽然在煤油和水中受到的浮力不同，但在水中和在煤油中受到的浮力分别和排开水的重力和排开煤油的重力相等.同学们将实验数据填入表格.师：归纳同学们的实验结果，我们能得出的结论是什么？生：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.（F浮=G排）师：这就验证了阿基米德原理.注意：飞机在空中飞行靠的是升力而不是浮力，飞机的升力是飞机机翼上、下表面空气流速不同，而造成机翼上、下表面所受压强不同形成的；而飞机在空中受到的浮力是由飞机上、下表面所处大气层的位置不同，而造成上、下表面压强不同而形成的，故飞机受到的升力和浮力成因不同，不是同一个力.6 例题2如图是探究浮力的大小与排开水所受重力关系的实验.(１)图Ｂ中存在的错误是.(２)纠正错误后继续实验，图Ｃ中物体受到的浮力Ｆ浮＝Ｎ，物体排开的水所受的重力Ｇ排＝Ｎ.(３)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力物体排开水所受到的重力.答案：(１)溢水杯未注满水(２)１１(３)等于3.阿基米德的应用（1）利用阿基米德原理求Ｖ排师：利用阿基米德原理可以算出排开水的重力，那么排开水的体积呢？生：先利用重力公式G=mg,求出排开水的质量，再用密度公式ρ=m/V求出排开水的体积.例题3用弹簧测力计悬挂重为５.４Ｎ的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为Ｎ,物体的体积为ｍ3.(ｇ取１０Ｎ/ｋｇ,ρ水＝１.０×１０3ｋｇ/ｍ3)注意:Ｖ排不一定等于Ｖ物利用阿基米德原理Ｆ浮＝Ｇ排＝ρ液ｇＶ排进行浮力大小的计算及浮力大小变化的判断时,若无法确定Ｖ排,则根据Ｆ浮＝Ｇ排,计算即可.此题中,Ｖ排不一定等于Ｖ排,若忽略这一点,而直接用Ｆ浮＝ρ液ｇＶ排计算,便会产生错误.（2）利用阿基米德原理测密度师：我们运用阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可以求浮力，反过来我们知道物体受到的浮力和物体排开液体的体积，是否可以求出液体的密度呢？师：请同学们思考，假如我们想测物体的密度，又该如何呢？生：可以通过公式ρ=m/V计算得出.师：规则的物体可以通过测量计算出体积，不规则的物体的体积又如何求出呢？生：可以通过排液法.师：同学们回答得很好，我们既然可用排液法求体积，是否也可以用阿基米德原理求出物体排开液体的体积呢？我们再看一个例题.利用阿基米德原理求固体密度的方法第１步，利用其他方法(如称重法、压力差法等)求出浮力.第２步，利用重力公式的变形式ｍ＝Ｇｇ求出物体的质量.第３步，由阿基米德原理公式的变形式V排＝Ｆ浮ρ液ｇ求出物体排开液体的体积，浸没时物体的体积V＝V排.第４步，由密度公式ρ＝ｍＶ计算出物体的密度.例题4（用多媒体展示）一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为17N，取g=10N/kg,则：（1）该金属块受到水对它的浮力是多大？（2）物体的体积是多少？（3）金属块的密度是多大？分析：（1）金属块在水中受到重力G、拉力F和浮力F浮的作用，物体所受浮力F浮=G-F；（2）由阿基米德原理F浮=ρ液gV排，可求出排开水的体积，由于金属块完全浸没在水中，则有V物=V排；（3）再根据密度公式ρ=m/V可求出金属块的密度.解：（1）物体所受浮力F浮=G-F=27N-17N=10N；（2）由阿基米德原理F浮=ρ液gV排，变形得V排=F浮/ρ液g=10N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1.0×10-3m3；（3）由于金属块完全浸没在水中，则有V物=V排=1.0×10-3m3，则金属块的密度ρ=m/V=G/(gV物)=27N/(10N/kg×1.0×10-3m3)=2.7×103kg/m3.[教师结束语]通过这节课的学习，我们知道了阿基米德原理，用阿基米德原理求浮力大小等问题.好，谢谢大家！[课后作业]完成本课时对应练习.6