科学探究浮力的大小
《探究浮力大小与哪些因素有关》教学案例
★★教材分析
关于“浮力”方面的知识一直以来是初中物理教学的重点和难点，也是中考必考内容之一。为了在教学中能够强调重点、突破难点，我想应该从探究浮力的大小与哪些因素有关入手。学生通过猜测，讨论交流，从实验探究中认识到浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体的体积、物体的密度、液体的形状等无关，就能更好地理解阿基米德原理，从而能够运用物理知识来解决生产生活中问题。
★★教学目标:
⑴知识与技能：感受浮力的存在，理解浮力的概念；学习用弹簧测力计测浮力的大小；理解浮力的大小与哪些因素有关。
⑵过程与方法：通过观察，了解浮力是怎样产生；运用实验亲身探究研究浮力的大小等于什么；经历提出问题、进行猜想、设计实验方案、学生分组实验与数据分析等科学探究的过程，并进一步学习用“控制变量法”来研究物体浮沉条件。
⑶情感态度与价值观：通过探究性实验的相关过程揭示生活现象中的物理规律，来培养学生互助合作的团队精神，以及实事求实的科学态度。
★★教学重点
⑴浮力的概念及其产生的原因
⑵物体的浮沉条件
★★教学难点：
浮力与哪些因素有关
★★教具与器材：
多媒体展台 可乐瓶 石块 木块 大烧杯 沙子橡皮泥 小瓶 水 溢水杯 弹簧测力计 细线
★★教学方法
小组合作 讨论交流 科学探究
★★教学流程：
情境 →疑问 →猜想 →实验 →点拨 →总结 →练习
★★教学课时：
1课时
★★教学过程
一 引入新课
学生观看多媒体课件：轮船浮在水面的画面，播放视频《死海不死》。
提出问题：为什么会有这样的现象？
二 进行新课
㈠认识浮力
演示实验一：把可乐瓶瓶底挖掉，倒转，将一个乒乓球放入瓶中，向瓶中倒水，水从瓶底流走，乒乓球没有浮起来，
问：为什么球没有浮起来？根据学生的经验，怎样才能使其浮起来呢？
学生：堵住可乐瓶口，球就浮起来了
老师：浮力是怎样产生的？
引导：第一次球下方没有水，第二次球下方有水
猜想：浮力产生的原因与物体下方的水有关
演示实验二：
把石块，木块投入盛水的水槽里，石块下沉木块上浮，那么石块受到浮力吗？
学生以小组为单位，讨论在水中下沉的物体是否受到水对他的浮力。
学生实验：给你一杯水，一把弹簧测力计，请你设计一个实验来验证你的猜想
老师和学生一起探究，个别指导。
比较前后两次测力计的读数，说明什么问题？
受力分析得到：浮力=重力—弹簧测力计示数
F浮=G重-F示
方向：竖直向上
㈡创设情境 提出问题
播放画面：满载货物的轮船正在大海中航行。
提出问题：轮船受到海水对它的浮力有多大？
面对这么大的轮船，弹簧测力计无法完成了，激起学生探究的热情，给予解决问题的欲望。
㈢分析问题 提出假设
提出问题：浮力的大小与什么因素有关呢？
让学生分组讨论，提出各种猜想。
老师归纳记录：
浮力大小可能与物体密度，液体密度，物体体积，物体浸没在液体中的深度，物体浸在液体中的体积……等有关。
㈣ 设计实验 验证假设
接着，教师引导学生用控制变量的方法设计实验。通过做实验来验证自己的猜想。
探究（一）：浸没在水中的物体，受到的浮力大小与物体质量（在体积不变的条件下，浮力的大小是否与物体的质量（密度）有关？
实验器材：弹簧测力计、大烧杯、水、装有沙子的小瓶。
实验方法：在体积不变的条件下，将物体浸没在水中，通过调节瓶内的沙子，探究浮力的大小是否与物体的质量（密度）有关？
学生分组实验，实验时要使物体浸没在水中，不要碰到容器的侧壁和底部。做好配合，及时记录实验数据并分析实验结果。
实验记录：
实验次数
比较条件
G物（N)
F拉（N)
F浮（N)
是否有关
1
质量大
质量小
2
质量大
质量小
3
质量大
质量小
分析实验数据后得出结论：浸没在水中的物体，受到的浮力大小与物体质量（在体积不变的条件下，浮力的大小是否与物体的质量（密度）无关。
探究（二）：在体积不变的条件下，浮力的大小是否与物体的形状有关？
实验器材：弹簧测力计、橡皮泥、大烧杯、水。
实验方法：在体积不变的条件下，将橡皮泥浸没在水中，通过改橡皮泥的形状，探究浮力大小是否发生变化？
学生分组实验，读数时，要等弹簧测力计的指针稳定后再读数，要做好配合，及时记录实验数据并分析实验结果。
实验记录：
实验次数
比较条件
G物（N)
F拉（N)
F浮（N)
是否有关
1
规则圆球型
不规则
2
规则圆柱型
不规则
3
规则椭圆型
不规则
分析实验数据后得出结论：浸没在水中的物体，受到的浮力大小与物体的形状无关。
教学说明：探究（一）与探究（二）分组同步进行，教师巡回指导，要求学生自主完成实验。
探究（三）：浮力的大小是否与物体浸入液体的体积或者深度有关？
实验器材：装沙石的小筒、大烧杯、水、教师演示用的弹簧测力计。
实验方法：用弹簧测力计测出圆柱体小筒在空气中的重力，然后将圆柱体逐步放入水中，先浸入三分之一并读出视重，再浸入三分之二并读出视重，然后全部浸没并读出视重。
教师提问：浮力的大小与物体浸入液体的深度有关吗？
由于物体受到的浮力逐渐增大，学生的认识可能会出现分歧。
这时在保持浸没的状态下，将小筒继续向下移动，使深度增加，读出视重，发现视重并未减小，也即浮力不再增大。
教师再次提问：浮力的大小与物体浸入液体的深度有关吗？
教师引导学生分析两次实验的结果，结论是：浮力大小与物体浸入液体的深度无关，而是与物体浸入液体的体积有关，并就此引入排液体积这一概念。
实验记录：
实验次数
比较条件
G物（N)
F拉（N)
F浮（N)
是否有关
1
浸入1/4
浸入1/2
浸没
2
浸没2cm
浸没3cm
最后，教师引导学生在各小组实验结果的基础上，总结得出各种猜想的正误。
然后，教师引导学生猜想出“浮力的大小与排开的液体的重力有关”。接着，教师引导学生设计实验方案，向学生介绍教材的实验，讲解溢水杯的作用，并让学生思考：为什么水装得要刚好能从溢水口溢出？
学生分组做实验，教师引导学生思考，探究阿基米德原理。
㈤探究阿基米德原理
实验器材：溢水杯一个，弹簧测力计一个，小桶一个，木块两块，小石块一块，细线，水，
实验步骤：用弹簧测力计测出小石块在空气中的重量G
把小石块浸入溢水杯中，记下弹簧测力计的读数G示，
则石块收到的浮力F浮=G-G示
先测出桶和水的重量，在测出空桶的重量，则石块排开水的重量G排
通过比较F浮和G排的大小，得到F浮=G排。
表明：浸没在水中的物体受到的浮力等于它排开水受到的重力。
先测出木块的重量
把木块放入溢水杯中，测出漂浮在水面上木块的重量，还有排开水的重力。通过计算得出木块的浮力。
学生分组合作，进行实验，并记录数据。
项目
空气中重量（N)
放入水里后重量（N)
前后两次差值（N)
排开水的重力（N)
石块
木块
各小组同学分析实验数据，得出初步结论。
几组学生代表展示本组实验数据，介绍各自的结论。
同学们通过实验惊奇的发现，物体所受的浮力，竟和它所排开水所受的重力正好相等,从而得出结论。
实验表明：浸如在液体里的物体受到的浮力等于它排开的液体所受到的重力。
F浮 = G排
三 课堂小结
揭秘“死海不死”的原因。激励学生把学会的物理知识，运用到生活中去。能够解释一系列生产生活社会问题。
四 学习反馈
1.浸没在液体中的物体受到向上的压力 它受到的向下的压力，（填“大于”、“等于”、或“小于”），浮力产生的原因是 ，如果物体上表面受到的压力为7牛，下表面受到的压力是10牛，那么这个物体所受的浮力是 。
2.当F浮 G物，合力向下，物体 ；当F浮 G物，合力为零，物体 或 ；当F浮 G物，合力向上，物体 ，最终漂浮于液面。判断物体的浮沉，也可以根据密度的关系判断：若物体的密度 液体的密度，物体就上浮；若物体的密度 液体的密度，物体就悬浮；若物体的密度 液体的密度，物体就下沉。（填“大于”、“等于”、或“小于”）
3.潜水艇在海面往下潜时，所受的（ ）。
A压强增大，浮力变小 B压强不变，浮力不变
C压强增大，浮力不变 D压强减小，浮力不变
4.根据下面给出的数据，能用阿基米德原理计算出浮力大小的一组数据是
A物体体积和液体密度 B物体体积和物体密度
C液体密度和物体所在处的深度 D液体的密度和物体所排开液体的体积
5.船从河里开到海里要浮起一些，所受浮力（ ）。
A变大了 B减小了 C无变化
6空心铜球投入水中后( ).
A一定下沉 B一定上浮
C一定悬浮 D下沉、上浮、悬浮都有可能。
7.实心的铁球和木球，全部浸入水中之后放手，铁球下沉，木球上浮，是由于（ ）
A铁球比木球重 B铁球的体积比木球小
C木球所受的浮力大于铁球所受的浮力 D木球所受的浮力大于重力
8一个铝球重4、5 N，体积为0、5 立方分米，如果把这个球浸没在水中，受到的浮力是多大？静止时它受到的浮力又是多大？
★★课堂反思
本堂课遵循新课程理念“从生活走向物理，从物理走向社会”，开始就从生活现象出发，引出浮力，通过观察可乐瓶里乒乓球的情况，简单了解浮力产生的原因，又通过水中的木块，石块，进而在水中的物体是否有浮力？的疑问中进一步探究浮力的大小与哪些因素有关，最后解决死海不死的原因。启发学生要学会利用所学的物理知识解决生活中的问题。
本节课重点是运用探究实验，找出浮力的决定因素和计算方法，实际探究实验较多，实验过程中，要用大量的时间，自己怕耽误时间，有的同学还没有得出实验结果；我自己又去做实验，学生看着老师实验完成。以后还需要大胆放开让学生自己完成实验探究，让学生亲自得到知识的形成过程。
学生在这堂课上，非常紧张，时间不太够用，要是2课时就好了。也可以把探究阿基米德原理的实验拿到课下。