姜坝初级中学 夏雪连
【教材分析】
1、浮力知识的学习意义
从大的方面讲，浮力知识在工业、农业、国防等方面都有广泛的应用，如工业上船舶制造、农业上的盐水选种、军事上的潜水艇等等；从小的方面讲，浮力与们的日常生活息息相关，如游泳、睡莲、肉汤里撒上的葱花等。教材通过对浮力知识的介绍和共同的实验探究让学生从粗浅的直觉经验上升到科学的认知高度，既锻炼了学生的科学素质又为初中生走向社会提供了必备的知识。
2、教材地位和作用
浮力这一节研究的内容是在学生的直觉生活经验的基础上，结合前几节所学的知识综合运用了力的测量、重力、二力平衡、力的合成、压力和液体压强等知识点来展开的。这一节是本章的重点和关键，对于浮力概念的理解和“称重法”这一基本分析方法的掌握为学习后面阿基米德原理和浮力应用提供了知识上和方法上的准备。
【学情分析】
在小学的自然中学生都已经熟悉浮起的物体受到的是浮力的作用，但根据生活经验得出的一些结论有些是片面的，但同时学生对浮力的“熟悉”也是激发他们求知的“兴奋点”，教学中教师应注意抓住学生的欲望，在他们熟悉的范围内找到知识的纠错点，引起他们的思维碰撞，产生进一步学习的积极性和主动性。本节对浮力产生原因的研究部分，需要借助物理模型—液柱，还需要综合运用前面的力学知识，因而对学生的综合分析能力是个挑战更是个培养的契机。
【教学目标】
知识和技能
1、 认识浮力，知道浮力的方向总是竖直向上的。
2、 知道浮力产生的原因，知道浮力的大小跟液体的密度以及物体浸入液体的体积有关。
3、 学习用弹簧测力计测量浮力大小的方法（称重法）。
过程和方法
1、 通过实验和探究，感受浮力、认识浮力。
2、 经历用抽象模型推理的过程，了解浮力产生的原因。
3、 经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程，学习使用控制变量法。
情感、态度和价值观
通过亲身参与科学探究的过程，培养学生的综合分析能力和交流、合作精神。
【重点、难点】
教学重点：浮力概念贯穿全章，用弹簧测力计测浮力是本章各探究实验的基础，所以浮力概念的建立和“称重法”测浮力的方法是本节教学的重点。
教学难点：研究浮力产生的原因，需要借助抽象的物理模型—液柱，还需要综合应用压力和液体压强的知识，因而对学生的抽象思维能力和逻辑推理能力的要求都比较高；探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验，其中涉及到“物体浸入液体的体积”和“物理浸入液体的深度”两个因素的交互作用，因此浮力产生的原因和研究浮力大小的影响因素是本节教学的难点。
【课时安排】1课时
【教具准备】水槽、圆筒、乒乓球、金属块、水、盐水、弹簧测力计、酒精、铁丝、橡皮膜
【教学方法】实验演示法、分组实验法、讨论法、归纳法
【教学过程】
一、 课题引入
做游戏：出示一个很深的量筒，把一个乒乓球放进去，要求不把量筒倒过来，看谁有办法可以将求取出？请一个学生演示：量筒加水后乒乓球上浮，再共同讨论产生这一现象的原因，自然引入这一节课的课题—浮力。
设计意图：通过小学自然课的学习，学生对浮力是很熟悉的，这个小游戏巧妙地利用学生已有的直接的生活经验和知识储备，引入本节的课题，激发学生对后面学习的信心和求知欲。
提出问题：
1、 结合教材图9-1（b）提出问题：钢板会沉入海底，而钢铁制成的万吨巨轮却能浮在海面上，为什么？
2、 结合教材图9-1（c）提出问题：热气球会腾空而起，而瘪了的气球就会落下，从力学角度分析热气球一定受到与重力方向相反的某种力。如果我们将空气想象为一种密度很小的“液体”是不是说明浸没在“液体”中的物体也受到浮力的作用？
感受浮力：让学生将空矿泉水瓶投入水槽的水中，将矿泉水瓶逐渐压入水底，体会手的感觉，松手后观察矿泉水瓶的最终的情况，尝试回答：这些都说明什么？
设计意图：通过上面的活动，让同学们对浮力有了个粗略的认识，同时产生新旧知识的碰撞，认识到除了漂浮或上浮的物体受到浮力，正在下沉或者沉底的物体都有可能受到浮力，由此过渡到下一个教学环节。
二、 新课教授
（一）什么是浮力？
通过力学的知识我们可以轻易得出“漂浮（部分浸入）在液面的物体受到浮力的作用“，那么石块、金属等在水中下沉的物体受不受水的浮力呢？
“活动1”—学生分组实验，分别用水和其他液体做同步对比实验，得出结论。为使实验结果明显，应选择量程较小（5N）的弹簧测力计，金属块的体积至少超过10 cm3.
可建议学生按以步骤进行实验探究：
（1）把金属块挂在弹簧测力计的下面，记下弹簧测力计的示数G；
（2）再将金属块慢慢浸入水中直到浸没在水中，记下此时弹簧测力计的示数F；
（3）将金属会从水中移出，用手轻轻的竖直向上托金属块，观察测力计的示数变化。
通过实验，学生可以得出结论：浸在水中的物体会受到水竖直向上的托力，即受到水的浮力。换用酒精等其它液体做实验，可得到相同的结果。
引导学生总结出浮力的定义：浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。同时适度拓展：浸在气体中的物体也会受到浮力的作用，如热气球。
对“活动1”的理论分析阶段：
关于“称重法”测浮力，教师可在活动1的基础上引导学生思考：根据上述实验能否测出金属块受浮力的大小呢？然后在交流的基础上总结：物体所受浮力的大小等于物体的重力G（物体在空气中时弹簧测力计的示数）与物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F之差，即：F浮=G-F。对部分仍有困难的学生可通过分析物体受力帮助他们理解：如图9-1所示，挂在弹簧测力计下的金属块浸没到水中后，它受到重力G、水的浮力F浮和弹簧测力计的拉力F。金属块处于静止状态，说明它受平衡力作用，有F浮+F =G，于是有F浮=G-F；力的方向应在一条直线上，即浮力向上且与重力在一条直线上，所以浮力的方向是竖直向上的。在上面学习的基础上进一步引导：由上面的分析，你是否找到测浮力的方法？然后让学生陈述“称重法”测浮力的步骤，使该方法得到落实。
（二）浮力大小与哪些因素有关
在“活动1”中我们将实验进行细化，观察金属块刚浸入到完全浸没这个过程中弹簧测力计示数的变化，自然而然的进入“活动3”
“活动3”学生用“控制变量法”进行实验：
（1）像教材图9-4那样用细线系住铁块，挂在弹簧测力计下，将铁块慢慢浸入水中的不同位置，观察到：当铁块逐渐从位置1（未浸入）→2（部分浸入）→3（完全浸入）的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明铁块所受浮力逐渐变大。
(2)当铁块完全浸没在水中（从位置3→4）后，弹簧测力计的示数不再发生变化，说明铁块受到的浮力大小不变。
（3）将铁块分别浸没在清水和盐水中的同一深度，发现铁块在清水中时弹簧测力计的示数较大，说明受到的浮力较小，在盐水中时弹簧测力计的示数较小，说明受到的浮力较大。
（4）补充实验：当把体积相同的铁块和铝块浸没在水中时，两次弹簧测力计的示数是相同的，这说明体积相同的金属块在完全浸没在水中时所受浮力大小相同。
实验完毕，学生汇报实验数据，进入实验的分析论证阶段，教师可以作以下提示：铁块完全浸没后，所受浮力没有发生变化，说明铁块在完全浸没之前，浮力改变的原因实质是物体浸入液体体积的改变。
通过对数据的比较分析不难得出：浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体的体积有关，跟液体的密度也有关；全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体的深度无关。
（三）浮力是怎样产生的
“活动2”改进实验—利用六个面扎上橡皮膜的空心立方体进行实验。
教师演示实验：用铁丝弯折成一个空心立方体，在六个面上扎上橡皮膜，使橡皮膜的松紧程度相同。将它浸没在水中，可以看到六个面的橡皮膜均向内侧凹。
问题1：为什么橡皮膜会向内侧凹进？
生答：受到液体压强。
继续引导学生观察六个面凹进的程度，分别比较前后左右上下六个面。
学生很容易发现：前后左右凹进的程度相同，而下表面比上表面凹进的程度要大。
问题2：凹进的程度体现压强的大小，说明前后左右受到水的压强相等，而下表面的受到水的压强大于上表面水的压强，为什么？
生答：液体的压强与深度有关，长方体左右两个侧面、前后两个侧面在水中的深度相同，因而受到水的压强相等，受到水的压力大小相等、方向相反，相互平衡；而长方体的上表面和下表面由于在水中的深度不同，受到水的压强大小不同，因而压力也不相等，下表面受到水的向上的压力F下大于上表面受到水向下的压力F上。
引导学生进一步归纳出结论：浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的
F浮=F向上-F向下
问题3：在“活动3”中我们发现全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体的深度无关。大家能不能利用上面的结论在理论上对其进行分析。
师生一起结合液体压强公式推导出在密度一定的情况下，浮力的大小和上下表面的深度差有关，完全浸没后深度差不变，所以物体受到的浮力不变。
问题4：水中的桥墩受到浮力吗？
引导学生分析：桥墩的下表面嵌入河底，下表面没有受到液体的压力，所以不受浮力。
设计意图：“活动2”的目的是通过理论分析，揭示浮力产生的原因，要建立教材图9-3中的抽象物理模型—液柱，对学生来讲比较困难，通过上面的这个演示实验，用直观的方式很好的模拟了整个理论分析的主体部分，及帮助学生准确找到了浮力产生的原因，又反过来帮助学生理解力“液柱“这个抽象的物体模型。
【教学评价】
1、 课堂测评
1)、在弹簧测力计下挂一石块，在空气中称时计数为25N，浸没在水中称时，读数为20N，则物体在水中所受到浮力为 N，浮力的方向是 ，施力物体是 。
2)、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图9-3所示。图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应当是( )
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
3）、在一个密闭的真空玻璃罩里挂着一个弹簧测力计，测力计下挂一个体积较大的物体，物体静止。若将玻璃罩的开关打开，让空气进入，则此时（ ）
A．弹簧测力计的示数不变
B．弹簧测力计的示数将增大
C．弹簧测力计的示数将减小
D． 弹簧测力计的示数可能增大也可能减小
4）一座桥墩，浸入水中10m，则桥墩受到的浮力为 N。
2、“自我评价与作业”1、2、3
●“课外活动”指导
涨起的气球受到一个向上的托力，说明气体对浸在其中的物体也会产生向上的浮力。
【板书设计】
9.1认识浮力
一、什么是浮力
1、定义：浸在液体中的物体会受到竖直向上的托力，这个托力叫做浮力。
2、方向：竖直向上
2、 称重法测浮力：F浮=G-F’
二、探究浮力的大小跟哪些因素有关
浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体的体积有关，跟液体的密度也有关；全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体的深度无关。
三、浮力产生的原因
浮力是由于液体对物体向上的压力和向下的压力差产生的。
F浮=F向上-F向下
【教前反思】
1、通过实验引发讨论，培养学生探索事物现象的能力；通过观察实验，培养学生从现象到本质的认识能力；通过讨论，培养学生团结协作的能力，在这些方面的训练上也应放开手，多启发；
2、本节课学生设计的实验方案、测量方法很多，可以通过评估找到最优方案进行实验。如果仍有学生坚持自己的方案，可以允许其按照自己的方案进行，不要让学生留有遗憾；
3、教学过程中应该适时加上空气对气球有浮力作用的演示实验。并进行简单分析，寻找它们之间的共性。对知识进行适当的延伸和拓展。
