滬科版八年級(jí)下冊(cè)第九章 第1節(jié) 認(rèn)識(shí)浮力 導(dǎo)學(xué)案1

一、教學(xué)內(nèi)容1.浮力的定義：物體在液體或氣體中受到的向上的力叫做浮力。2.浮力的產(chǎn)生原因：液體或氣體對(duì)物體上下表面的壓力差產(chǎn)生了浮力。3.阿基米德原理：浮力的大小等于物體排開(kāi)液體或氣體的重力。4.浮力的計(jì)算：F浮=G排=ρ液gV排，其中ρ液為液體密度，g為重力加速度，V排為物體排開(kāi)液體的體積。5.浮力的方向：浮力的方向總是豎直向上的。二、教學(xué)目標(biāo)1.讓學(xué)生理解浮力的定義和產(chǎn)生原因，掌握阿基米德原理和浮力的計(jì)算方法。2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用浮力知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3.通過(guò)對(duì)浮力的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的興趣和探究精神。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)重點(diǎn)：浮力的定義、產(chǎn)生原因、阿基米德原理和浮力的計(jì)算方法。難點(diǎn)：浮力計(jì)算公式的理解和應(yīng)用，物體在液體中的浮沉條件的判斷。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：浮力演示器、浮力計(jì)算器、浮力實(shí)驗(yàn)器材。學(xué)具：筆記本、浮力計(jì)算練習(xí)題、浮力實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。五、教學(xué)過(guò)程1.實(shí)踐情景引入：講解輪船、木筏等浮力現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考浮力產(chǎn)生的原因。2.浮力的定義與產(chǎn)生原因：通過(guò)浮力演示器，直觀地展示浮力的產(chǎn)生原因，引導(dǎo)學(xué)生理解浮力的定義。3.阿基米德原理：講解阿基米德原理的原理，結(jié)合實(shí)例讓學(xué)生理解原理的應(yīng)用。4.浮力的計(jì)算：講解浮力計(jì)算公式，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算實(shí)例來(lái)掌握公式的運(yùn)用。5.浮力的方向：通過(guò)實(shí)驗(yàn)和講解，讓學(xué)生理解浮力的方向總是豎直向上的。6.浮力的應(yīng)用：講解物體在液體中的浮沉條件，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和練習(xí)來(lái)掌握浮力在實(shí)際中的應(yīng)用。7.隨堂練習(xí)：布置一些浮力計(jì)算和應(yīng)用的題目，讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行練習(xí)。8.浮力實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生分組進(jìn)行浮力實(shí)驗(yàn)，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告單，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力。六、板書設(shè)計(jì)板書設(shè)計(jì)要清晰、簡(jiǎn)潔，突出浮力的定義、產(chǎn)生原因、阿基米德原理和浮力的計(jì)算方法。七、作業(yè)設(shè)計(jì)1.浮力計(jì)算練習(xí)題：讓學(xué)生運(yùn)用浮力計(jì)算公式，解決一些實(shí)際的浮力計(jì)算問(wèn)題。2.浮力應(yīng)用題：讓學(xué)生運(yùn)用浮力知識(shí)，解決一些實(shí)際的浮力應(yīng)用問(wèn)題。八、課后反思及拓展延伸1.課后反思：反思本節(jié)課的教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行評(píng)估，為下一步的教學(xué)做好準(zhǔn)備。2.拓展延伸：讓學(xué)生探究浮力在生活中的應(yīng)用，如船舶、救生圈等，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新能力。重點(diǎn)和難點(diǎn)解析：浮力計(jì)算公式的理解和應(yīng)用一、浮力計(jì)算公式的推導(dǎo)過(guò)程浮力計(jì)算公式為：F浮=G排=ρ液gV排，其中ρ液為液體密度，g為重力加速度，V排為物體排開(kāi)液體的體積。1.推導(dǎo)過(guò)程：（1）假設(shè)物體是一個(gè)立方體，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，密度為ρ物，液體密度為ρ液。（2）物體在液體中受到的浮力F浮等于液體對(duì)物體上下表面的壓力差，即：F浮=F下表面F上表面（3）物體上下表面受到的液體壓力分別為：F下表面=ρ液gL^2F上表面=ρ液gL^2（4）物體排開(kāi)液體的體積V排等于物體的體積V物，即：V排=L^3（5）將上述公式代入浮力計(jì)算公式中，得到：F浮=ρ液gL^2ρ液gL^2=ρ液gV排2.推導(dǎo)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題：（1）物體排開(kāi)液體的體積V排是指物體在液體中排開(kāi)的體積，而不是物體的實(shí)際體積。（2）液體密度ρ液和重力加速度g是常數(shù)，學(xué)生在計(jì)算時(shí)要注意單位的轉(zhuǎn)換。二、浮力計(jì)算公式的應(yīng)用1.應(yīng)用場(chǎng)景：浮力計(jì)算公式可以應(yīng)用于各種液體中的物體浮力計(jì)算，如游泳、船舶、潛水艇等。2.應(yīng)用步驟：（1）確定物體的體積V物。（2）確定物體排開(kāi)液體的體積V排。（3）根據(jù)液體密度ρ液和重力加速度g，計(jì)算浮力F浮。（4）根據(jù)物體的重力G物和浮力F浮，判斷物體的浮沉情況。3.應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題：（1）物體在液體中的浮沉情況不僅取決于浮力的大小，還取決于物體的重力。（2）物體排開(kāi)液體的體積V排等于物體的體積V物，但在實(shí)際應(yīng)用中，V排可能小于V物，這取決于物體的形狀和排列方式。三、浮力計(jì)算公式的拓展1.拓展場(chǎng)景：浮力計(jì)算公式不僅可以應(yīng)用于液體中的物體浮力計(jì)算，還可以應(yīng)用于氣體中的物體浮力計(jì)算。2.拓展步驟：（1）確定物體的體積V物。（2）確定物體排開(kāi)氣體的體積V排。（3）根據(jù)氣體密度ρ氣和重力加速度g，計(jì)算浮力F浮。（4）根據(jù)物體的重力G物和浮力F浮，判斷物體的浮沉情況。3.拓展中需要注意的問(wèn)題：（1）物體在氣體中的浮沉情況同樣取決于浮力的大小和物體的重力。（2）物體排開(kāi)氣體的體積V排等于物體的體積V物，但在實(shí)際應(yīng)用中，V排可能小于V物，這取決于物體的形狀和排列方式。繼續(xù)：浮力計(jì)算公式的理解和應(yīng)用浮力計(jì)算公式是理解浮力概念的核心，它不僅揭示了浮力的大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系，也體現(xiàn)了物理學(xué)中“作用力與反作用力”的原理。為了更深入地理解這個(gè)公式，我們需要將其放在物理學(xué)的更廣泛背景中去考察。一、浮力計(jì)算公式的物理意義浮力計(jì)算公式F浮=ρ液gV排，中各變量的物理意義如下：F?。焊×?，是指液體對(duì)物體的向上的力。ρ液：液體密度，是液體質(zhì)量與體積的比值，單位通常為kg/m3。g：重力加速度，是指在地球表面附近，物體自由下落時(shí)每秒鐘速度增加的量，約等于9.8m/s2。V排：物體排開(kāi)液體的體積，是指物體在液體中占據(jù)的空間大小，單位為m3。二、浮力計(jì)算公式的推導(dǎo)原理浮力計(jì)算公式的推導(dǎo)基于壓力差的概念。當(dāng)物體部分或全部浸入液體中時(shí)，液體對(duì)物體產(chǎn)生一個(gè)向上的壓力，這個(gè)壓力稱為浮力。浮力的大小等于液體對(duì)物體下表面的壓力減去液體對(duì)物體上表面的壓力。用數(shù)學(xué)公式表達(dá)即為：F浮=F下表面F上表面由于液體是不可壓縮的，液體對(duì)物體上下表面的壓力差等于液體對(duì)物體單位面積的壓力（即液體的壓強(qiáng)）乘以物體上下表面之間的垂直距離。而液體對(duì)物體表面的壓強(qiáng)又與液體的密度、重力加速度和物體在液體中的深度有關(guān)。因此，浮力計(jì)算公式可以寫為：F浮=ρ液g(h下h上)V其中，h下和h上分別是物體下表面和上表面在液體中的深度，V是物體的橫截面積。由于物體上下表面的深度差等于物體排開(kāi)液體的體積V排的高度，所以可以將V排代入上式，得到浮力計(jì)算公式的最終形式：F浮=ρ液gV排三、浮力計(jì)算公式的應(yīng)用實(shí)例為了更好地理解浮力計(jì)算公式的應(yīng)用，我們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。假設(shè)一個(gè)質(zhì)量為200g的物體，密度為0.9g/cm3，被完全浸入水中（水的密度為1g/cm3），求該物體受到的浮力大小。我們需要知道物體的體積V物。由于物體的密度小于水的密度，物體將浮在水面上。物體的體積可以通過(guò)其質(zhì)量和密度來(lái)計(jì)算：V物=m物/ρ物=200g/0.9g/cm3≈222.22cm3由于物體完全浸入水中，排開(kāi)的水的體積V排等于物體的體積V物：V排=V物=222.22cm3將V排轉(zhuǎn)換為立方米，并代入浮力計(jì)算公式中：V排=222.22cm3=0.22222m3F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×9.8m/s2×0.22222m3≈2196.6N因此，該物體受到的浮力約為2196.6牛頓。四、浮力計(jì)算公式的拓展與實(shí)踐浮力計(jì)算公式不僅適用于簡(jiǎn)單的物體浸入液體的情況，還可以應(yīng)用于更為復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，如船舶的載重計(jì)算、潛水艇的浮力控制等。在實(shí)踐中，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)