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1、 北京市第十一中学课堂教学教案 课题 浮力 总第 5 课时 主讲教师 乔阳 讲课日期 20XX 年 月 日 课型 复习课 教学目标 知 识 目 标 1、 复习浮力、产生及其方向 2、 复习阿基米德原理，并能应用原理计算浮力解决简单问题 能 力 目 标 1、 巩固探究“阿基米德原理”的过程 2、 复习轮船、潜水艇、飞艇等浮力的应用 思 想 目 标 1、 建立应用科学知识的意识 2、 认识科学技术对社会发展的影响 教学重点 浮力的概念、浮力的大小 浮沉条件及其应用 教学难点 影响浮力大小的因素 教学方法 讲授法 教学媒体 板书设计 浮力 一、 浮力概念 二、 浮力产生原因 三、 阿基米德原理 四、
2、 浮沉条件 五、 浮力应用 教 学 过 程 师生活动 1、 浮力 (1) 定义：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）向上托起的力叫浮力。 (2) 方向：无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的。 (3) 产生原因：假设有一个正方体完全浸没在水里，如图 1 所示 则正方体的前后、左右、上下六个表面都要受到水的压 强和压力，由于左右两个侧面和前后两侧面对应部分在 水中的深度相同，由液体压强公式 pgh 可知，受到 水的压强大小相等；由公式 Fps 可知。作用在左右、 前后侧面上的压力也大小相等，且方向相反，彼此平衡。 但是上下两表面由于在水中的深度不同，受到水的 图 1 压强也不
3、等，上表面的深度小，压强小；下表面的深度 大，压强大；所以下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，水对物体向上的和向下的压力差就是水对物体的浮力。 如果物体浸在其他液体中，所受浮力也是由于该液体对物体向上和向下的压力差产生的. (4) 浸在液体中的物体，无论是全部浸没在液体里，还是只有一部分浸入液体里；无论是正在上浮还是正在下沉，无论是静止在容器底部还是漂浮在液面，都要受到液体对物体的浮力作用. 只有如图 2 所示的情况中, 该长方体的下表面与容器底面紧密贴合, 不受到液体向上的压力, 只受到液体向下的压力作用时, 才不受到液体的浮力作用, 这是一种特殊情况. (5). 漂浮在液面的
4、物体, 其上表面不受到液体向下的压力. 因此, 它受到的浮力就等于液体对物体向上的压力. 图 2 2. 用弹簧秤测浮力 有一铁块要测量出它在水中所受的浮力, 可把铁块用细线系好挂在弹簧秤上, 记下此时弹簧秤的示数 G， 然后把铁块浸入水中， 则弹簧秤的示数减少，再记下此时弹簧秤的示数 F，那么弹簧秤减少的示数，即两次弹簧秤的示数差，就等于铁块浸入在水中时所受浮力的大小，即：F浮GF. 3. 用阿基米德原理计算浮力 (1).阿基米德原理的内容：浸入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. (2).阿基米德原理的数学表达式：F浮G排液gv排 (3).由阿基米德原理可知，
5、浮力 F浮的大小只跟液体的密度液、物体排开液体的体积 v排有关，跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关，此 向复习阿基米德原理并能应用原理计算浮力解决简单问题教学目标知识目标巩固探究阿基米德原理的过程复习轮船潜水艇飞艇等浮力的应用建立应用科学知识的意识认识科学技术对社会发展的影响能力目标思想目标教学重点浮力的念二浮力产生原因三阿基米德原理四浮沉条件五浮力应用教学过程浮力师生活动定义浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上托起的力叫浮力方向无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的产生原因假设有一个正方两侧面对应部分在水中的深度相同由液体压强公式可知受到水的压强大小相等由公式可知作用在
6、左右前后侧面上的压力也大小相等且方向相反彼此平衡但是上下两表面由于在水中的深度不同受到水的图压强也不等上表面的深度小压外和物体在液体中的情况，如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等，都无关. (4).阿基米德原理也适用于气体，这就是：浸没在气体里的物体受到的浮力大小，等于它排开的气体所受到的重力. 即：F浮G排气气gv排 4.物体漂浮在液面的条件 如图 3 所示，物体漂浮在液面，则其竖直方向上受到 两个力的作用：竖直向下的重力 G和竖直向上的浮力 F浮, 由 于物体静止在液面，因此它所受的重力 G和浮力 F浮应是一 对平衡力，它们的大小相等. 所以，物体漂
7、浮在液面的条件是： F浮G物. 因为 F浮液gv排，G物物gv物. 图 3 可得关系式：液gv排物gv物. 5. 物体在液体中的浮沉条件 如图 4 所示，浸没在液体中的物体，在竖直方向上受到 两个力的作用：竖直向下的重力 G和竖直向上的浮力 F浮。 物体在液体中究竟是上浮、下沉还是悬浮，由物体所受的 重力 G 和浮力 F浮的大小关系来决定. 当 F浮与 G不平衡时，物体的运动状态就要发生变化：当 F浮G时, 物体上浮, 直到 F浮与 G大小相等时静止在液面, 即 图 4 漂浮时为止; 当 F浮G时, 物体下沉, 直到静止在容器底部时为 止. 当F浮G时, 物体所受的浮力和重力是一对平衡力, 物
8、体可悬浮在液体中的任意位置, 保持静止或匀速直线运动状态. 6. 利用物体和液体的密度关系判断物体的浮沉： 由阿基米德原理可得：F浮液gv排 物体的重力大小为：G物物gv物. 当物体浸没在液体中，v排v物. 液gv排物gv物. 整理后可得：液物 同样方法可推得： 当液物时，则物体上浮； 当液物时，则物体下沉. 7. 浮力的作用 (1) 轮船: 轮船是采用 “空心” 法而浮在水面的， 所受的浮力等于船的总重. FG浮浮FG向复习阿基米德原理并能应用原理计算浮力解决简单问题教学目标知识目标巩固探究阿基米德原理的过程复习轮船潜水艇飞艇等浮力的应用建立应用科学知识的意识认识科学技术对社会发展的影响能力
9、目标思想目标教学重点浮力的念二浮力产生原因三阿基米德原理四浮沉条件五浮力应用教学过程浮力师生活动定义浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上托起的力叫浮力方向无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的产生原因假设有一个正方两侧面对应部分在水中的深度相同由液体压强公式可知受到水的压强大小相等由公式可知作用在左右前后侧面上的压力也大小相等且方向相反彼此平衡但是上下两表面由于在水中的深度不同受到水的图压强也不等上表面的深度小压轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量，即：排水量船自身的质量满载时货物的质量. (2) 潜水艇：靠改变自身的重而实现上浮、下沉或停留在水中. (3) 飞球和飞艇：利用
10、空气的浮力升入高空. (4) 密度计：是利用物体漂浮在液面的条件工作的，即 F浮G物. 密度计上标的刻度是被测液体的密度与水的密度之比， 且大的刻度值在下面，小的刻度值在上面. 典型例题 例 完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况是（ ） A浮力不断变大，但小于重力 B浮力不变，但浮力大于重力 C浮力先大于重力，后小于重力 D浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至静止时，浮力才等于重力 分析 乒乓球完全浸没在水中时，浮力大于重力因浮力大小与物体在液内深度无关因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变，直到当球露出水面时，浮力开始变小当浮力等于重力时；球静止在水面上，呈漂
11、浮状态 答案 此题应选 D 例 2 如图所示，一边长为 15 厘米的正方体木块漂浮在水 面上，其上表面距离水面 5 厘米，g10 牛/ 千克，求 （1） 木块上、下表面受到液体的压力差 （2） 木块所受到的浮力大小及方向 分析 解答该题时，要综合应用液体的压强、压力及浮力产生原因 的知识。 漂浮在水面的物体，其上表在水面以上，不受水对它的向下压 强和压力，即：向下0，F向下0 根据液体的压强公式 p gh 可求出浮体的下表面所受液体的压强，再由公式 FPS，可求出下表面所受液体向上的压力. 解 因为木块是漂浮，所以上、下表面所受液体的压力差： FF向上F向下F向上PS ghs 1.0 103千
12、克/ 米310 牛/ 千克(15 5) 102米1515104米2 向复习阿基米德原理并能应用原理计算浮力解决简单问题教学目标知识目标巩固探究阿基米德原理的过程复习轮船潜水艇飞艇等浮力的应用建立应用科学知识的意识认识科学技术对社会发展的影响能力目标思想目标教学重点浮力的念二浮力产生原因三阿基米德原理四浮沉条件五浮力应用教学过程浮力师生活动定义浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上托起的力叫浮力方向无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的产生原因假设有一个正方两侧面对应部分在水中的深度相同由液体压强公式可知受到水的压强大小相等由公式可知作用在左右前后侧面上的压力也大小相等且方向相反彼此
13、平衡但是上下两表面由于在水中的深度不同受到水的图压强也不等上表面的深度小压22.5 牛 木块所受到浮力就等于木块所受水的压力差 F浮F22.5 牛 答: 木块上、下表面所受液体的压力差是 22.5 牛；木块所受浮力也等于22.5 牛，方向竖直向上. 例 3 如图所示，在盛水容器中，有 4 个体积完全相同的物体：A是一浮于水面的正方体木块；B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块；C是悬浮在水中的空心钢球；D是圆台形石蜡块，它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合，试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况 分析 虽然A、B、C、D四个物体，它们的形状不同，组成的物体种类不同，有的是实心的、有的是空心的，浸
14、入水中的深度也不同，但这些不同条件跟浮力的大小均无关，所以无需加以考虑浮力的大小只跟液体的密度与排开液体的体积有关因为它们是浸在同一种液体中，所以浮力的大小由 而定，但D物体与容器底紧密结合，故浮力为零由此可知，此题A、B、C、D四个物体所受浮力大小可以用下式来表示，即 。 例 4 弹簧秤下挂一物体，在空气中弹簧秤的示数是 392 牛，浸没在水中时，弹簧秤的示数是 342 牛，求： （1）该物体的体积是多少？（2）构成该物体的材料密度是多少？ 分析 由题意可知，该题应该用公式法求出该物体的体积和密度 先由物体在空气中和在水中的弹簧秤示数差求出其所受的浮力大小；再将阿基米德原理的公式 F浮液gv
15、排变形为 v排gF液浮， 可求出物体浸没时的v排 ，也就等于物体的体积，这是最为关键的一步，最后由密度公式 vm，即可求出组成该物体的材料密度. 解 物体浸没在水中时所受的浮力： F浮 GG 392 牛342 牛50 牛 物体排开水的体积： V排gF水浮千克牛米千克牛/10/100 . 150335103米3 物体的体积: V V排5103米3 物体的密度: vmgGv13310510392米千克牛牛7.84 103千克向复习阿基米德原理并能应用原理计算浮力解决简单问题教学目标知识目标巩固探究阿基米德原理的过程复习轮船潜水艇飞艇等浮力的应用建立应用科学知识的意识认识科学技术对社会发展的影响能力
16、目标思想目标教学重点浮力的念二浮力产生原因三阿基米德原理四浮沉条件五浮力应用教学过程浮力师生活动定义浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上托起的力叫浮力方向无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的产生原因假设有一个正方两侧面对应部分在水中的深度相同由液体压强公式可知受到水的压强大小相等由公式可知作用在左右前后侧面上的压力也大小相等且方向相反彼此平衡但是上下两表面由于在水中的深度不同受到水的图压强也不等上表面的深度小压/ 米3 答 (1)物体的体积是 510-3米3 (2)构成该物体的材料密度是 7.84 103千克/ 米3 例 5 如图所示体积不同，重力不同的A、B两个物体浸没在水中
17、用绳系住A物，拉力为F时A物体静止用力F压B物体时，B物体也静止，若将A 、B两物固定在一起放入水中，它们将（ ） A上浮 B下沉 C悬浮 D无法判定 分析：A物体静止，有 B物体静止，有 。 将A、B二物系在一起，重力不变，仍为 两物系在一起放入水中，全浸时浮力为 分析 与 的关系，将A、B二物平衡时的关系式相加，得 可知 ，两物恰好悬浮在水中 答案：C 向复习阿基米德原理并能应用原理计算浮力解决简单问题教学目标知识目标巩固探究阿基米德原理的过程复习轮船潜水艇飞艇等浮力的应用建立应用科学知识的意识认识科学技术对社会发展的影响能力目标思想目标教学重点浮力的念二浮力产生原因三阿基米德原理四浮沉条件五浮力应用教学过程浮力师生活动定义浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上托起的力叫浮力方向无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的产生原因假设有一个正方两侧面对应部分在水中的深度相同由液体压强公式可知受到水的压强大小相等由公式可知作用在左右前后侧面上的压力也大小相等且方向相反彼此平衡但是上下两表面由于在水中的深度不同受到水的图压强也不等上表面的深度小压
