新人教版物理八年级下册 第十章《浮力》单元教学设计

八年级物理大单元设计

第十单元《浮力》

单元概述

【单元内容】

本章是前三章“力”“运动和力”“压强”内容的延伸。通过学习第七章，学生知道了力

有大小、方向和作用点，知道怎样用力的示意图描述力，这些都为学生正确认识浮力和描述

浮力奠定了基础。第八章，学生学习了二力平衡的状态和条件，本章中物体的浮沉条件就是

二力平衡条件的具体应用之一。第九章，由固体的压强逐步过渡到液体的压强，最后延伸到

流体的压强，这些内容为学生认识浮力，领悟物体在液体和气体中都将受到浮力的作用等奠

定了基础。

本章设有两个重要实验，一是探究浮力的大小跟哪些困素有关，二是探究浮力的大小跟

排开液体所受重力的关系。这两个实验侧重猜想和设计实验。通过一系列实验和推理，提出

浮力的大小可能跟排开液体的重力有关的猜想、进而用实验检验这个猜想，得到阿基米德原

理的结论。教科书的这种设计，一方面符合学生思维的逻辑，另一方面，跟前三章实验探究

所侧重的能力形成互补，促进学生科学探究能力的全面发展。

【课标要求】

本章内容属于课程标准中科学内容的第二个主题“运动和相互作用”，是该主题下的二

级主题”机械运动和力”中的部分内容。内容标准要求如下：

2.2.9通过实验，认识浮力。探究浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，运

用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。

【单元学习目标】

1、通过实验，认识浮力，会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小；能利用

压强等相关知识解释浮力产生的原因。

2、经历浮力大小跟哪些因素有关的实验探究过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体

中的体积有关，跟液体的密度有关。

3、经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、

会分析、会论证；

4、能复述阿基米德原理并书写其数学表达式；能应用公式产浮=G排和尸浮可滤且丫钟计算

简单的浮力问题。

5、能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，运用物体的浮沉条

件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。

【单元情境】

辽宁舰行驶在海面上，巨大、漂亮的航空母舰会对学生有很强的吸引力。这既大又重的

船只为什么能漂浮在海面上、舰的自重和载重与舰的形状间有何关系等一系列问题是学生们

非常感兴趣的，也是学习这一章内容后能解决的问题。辽宁舰除与这一章所要学习的浮力内

容有关外，还可激发学生的爱国主义热情、培养学生理论联系实际和关注科技发展的意识。

【学习导航】

单元学

学习内容学习任务

名称时____

功能1.整体感知认识浮力0.5

关系探究浮力的大小与那些因素有关、阿基米德

2.探究建构1.5

原理________________________________________

3.应用迁移物体的浮沉条件1

4.重构拓展单元重构，拓展，过关1

【学法指导】

1、“浮力”和“决定浮力大小的因素”这两部分内容，教师要引导学生开展好探究浮力的大

小跟哪些因素有关的实验。这样一方面有助于学生进一步认识浮力的概念；另一方面，为学

习阿基米德原理作好准备。

2、阿基米德原理是初中物理的一个重要规律，要让学生经历探究浮力的大小跟排开液体所

受重力的关系的实验过程，概括、归纳出阿基米德原理。教学中，应该采采用实验探究的方

式、强化学生建立阿基米德原理的认识过程。

3、”物体的浮沉条件”和“浮力的应用”这两部分内容，以轮船、潜水艇、气球和飞艇为实

例，让学生说出它们如何通过改变浮力或重力的大小实现浮沉。教学中，应注意引导学生运

用浮力的知识解释生产、生活中常见的现象。

【分节或者知识点】

浮力

【学习目标】

1.认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的，能通

过实验证明上述结论的正确性；

2.能认识浮力产生的原因。会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小；

3.经历浮力大小跟哪些因素有关的实验探究过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在

液体中的体积有关，跟液体的密度有关。

设置情景，引入新课

图片展示日常生活中常见到的现象：鸭子、轮船漂在水面上：潜水艇在水中自由地上升

和下潜；热气球载着重物飞上高空等。同学们猜想这里面可能蕴含着什么知识呢？

学生活动：猜想包含的知识（液体或气体对物体有一个向上的力或提到“浮力”）。

大家提到了一个新词“浮力”。“浮力”怎么有这么大的魔力，这一节课就让我们共同来

研究。

【使用说明】

1、巩固前面所学受力分析和力的平衡知识，认识到浮力的存在。

2、通过图片、录像展示生活中的浮力、教师设问的方式引入浮力，能够贴近学生的思维实

际，使学生从生活中的浮力现象走向物理。

活动一、认识浮力

浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。

思考：漂浮在液面的物体，我们结合这个物体的运动状态进行受力分析，即可判断出这

个物体受不受浮力。但是，对于沉入在水中的物体，如沉入水底石块，沉入水底的铁块受不

受浮力的作用呢？

1、演示测量铝块浸没在水中所受的浮力的实验。

（1）用弹簧测力计测量铝块在空气中所受的重力G

（2）把铝块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F拉

分析论证

对浸没在水中的铝块进行受力分析。弹簧测力计的示数变小了，表明铝块受到向上的浮

力作用。浮力与弹簧拉力的合力与重力平衡，即

F部=G-F½

归纳总结：

（1）沉入到液体的物体也会受到液体对它的浮力。

（2）这个实验也展示了测量物体所受浮力的一种方法，即称重法测量浮力。

2、浮力的方向

演示实验：

找一段较细的红线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。首先、将水缓慢注入

大烧杯，直到水将乒乓球浸没，观察红线，发现红线在竖直方向被拉直。然后，将大烧杯底

面的一端垫高，使大烧杯倾斜，观察红线，红线仍旧在竖直方向上被拉直。被拉直的毛线与

重垂线的方向都是平行的，最后，分析两种情况下乒乓球的受力情况，应用二力平衡的知识

得出浮力的方向总是竖直向上的。

【使用说明】

1、学生通过动手实验，认真观察实验现象，通过受力分析认识到浸没在液体中的物体受到

浮力的作用，并理解称重法测浮力。

2、提升学生的设计实验能力，形成严谨的实验思想。

3、通过实验加深学生对浮力方向的掌握。

【练习】

1.用弹簧秤在空气中称一物块,测得重为20N,当将物体浸在水中时称弹簧秤示数为11.2N,

则物体受到浮力大小是N,方向是施力物是。

2.空气中用弹簧秤称质量为2kg的物体时示数为N,当把这个物块的一部分浸在水中

时,弹簧秤的示数为16N,这时物块受到的浮力是N。若将物块全部浸没在水中，物块所受

浮力为15N,这时弹簧秤的示数将变为N

【答案】：1、8.8N竖直向上水2、20N5N

活动二、浮力产生的原因

浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力？以浸没在液体中的长方体为研究对象。

如右图所示，长方体左、右两个侧面的对应部分在液体中的深度相等，受到液体的压强

也相等。由此可知，长方体左右两侧面受到的压力大小相等，方向相反。同理，长方体前后

两个面受到的压力大小相等、方向相反。故而长方体在水平方向上所受液体压力相互平衡。

将长方体上、下表面所处深度分别记为瓜、hz,hl<h2,因此，液体对长方体下表面的压

强要大于液体对其上表面的压强。因为长方体上、下表面受力面积相同，所以，液体对长方

体向上的压力R,大于液体对其向下的压力F”由此产生的压力差即浮力产生的原因。所以，

F浮=F2-F∣（F浮=F向上-F∣⅛τ）o

演示实验：取一个去掉瓶底的饮料瓶，瓶口朝下放置，把一个乒乓球放入瓶内，乒乓球

落在瓶颈处。当向瓶内倒水时，乒乓球是否会浮起来？先让学生猜一猜。倒水后乒乓球并没

有浮起来（学生对此现象感到以外）。再用手按住瓶口，看此时乒乓球会怎样？（乒乓球浮

思考：为什么开始乒乓球没有浮起来？当把饮料瓶下部浸在大水槽中时，乒乓球为什么

浮起来了？

由浮力产生原因，请学生理解物体不受浮力的情况，并分析漂浮在水面的物体所受浮力

情况；思考：水中的桥墩受浮力吗？

【使用说明】

1、联系前面所学液体压强相关知识，初步认识浮力产生的原因。

2、联系生活中的相关事例，了解物体不受浮力的情况，进一步理解浮力产生的原因。

【练习】

3.一长方形物体浸没在水中，受到的浮力为98N,已知上表面受到的压力是50N,则下表面受

到的压力为()

A、48NB、50NC、98ND、148N

【答案】：D

活动三、浮力的影响因素

1、小实验：把空饮料罐用手按入水桶，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？

2、提出问题：浮力大小和什么因素有关？

3、猜想与假设：可能跟……有关。

4、进行实验：实验器材：弹簧测力计、圆柱体、水、酒精、浓盐水

实验方法：控制变量法

探究浮力与物体浸没后的深度的关系

探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系

探究浮力与液体密度的关系

(1)将物块挂在弹簧测力计下，从物块未接触液面开始，逐渐增加物块浸入水的体积，

观察并记录弹簧测力计求数的变化。

(2)当物块完全浸入水后逐渐增加物块浸入水的深度，观察并记录弹簧测力计示数和

变化。

(3)将液体由水换成酒精。将物块完全浸入液体中，记下(计算)此时物块所受的浮

力。

实验分析:

(1)让学生分析物块从位置1-2-3的过程中，物体所受浮力的变化，哪些可能影响

浮力大小因素的量变了，哪些没变？说明了什么？

(2)让学生分析物块从位置3-4的过程中，物体所受浮力的变化，哪些可能影响浮力

大小因素的量变了，哪些没变？说明了什么？

(3)让学生分析将液体由水换成酒精后，物体所受浮力的变化，哪些可能影响浮力大

小因素的量变了，哪些没变？说明了什么？

5、结论：物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度

有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。

【使用说明】

1、实验过程中强调控制变量法，明确每次实验中的不变量和改变量，培养学生科学严谨的

实验思想。

2、过程中注意引导学生认识到，前面实验已经证明的无关因素，在后面的实验中就可以不

考虑该因素。

3.经历浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的探究大小跟它浸在液体

中的体积有关，跟液体的密度有关。

【练习】

4、在探究“影响浮力大小的因素”时，同学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中

给出的信息，回答下列问题：

(1)物体A浸没在水中所受浮力为N0

(2)根据图乙和图可知，浮力的大小与排开液体的体积有关。

(3)根据图丙和图丁可知，浮力的大小与液体有关。

【答案】：(1)1(2)丙(3)密度

5、两物体分别挂在弹簧测力计上，将它们同时浸入水中，发现两个弹簧测力计示数的减小

值相同，由此可以判断()

A.两个物体一定是等重的

B.浸在水中时，弹簧测力计的示数是相同的

C.两个物体受到的浮力一定相同

D.两个物体一定处在液体中相同的深度处

【答案】：C

阿基米德原理

【学习目标】

I.经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、

会分析、会论证；

2.能复述阿基米德原理并书写其数学表达式；

3.能应用公式尸浮=Gw和尸浮=。iftg%计算简单的浮力问题。

故事引入

两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的

体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水

向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？随后，他设计

了实验，解决了王冠的鉴定问题。

【使用说明】

激发学生的学习兴趣，引导学生去思考

温故知新

前面我们学习了影响浮力大小的因素有液体的密度、物体当入液体的体积。那么，物体

所受浮力的大小到底是多少，能不能定量地得知呢？这就是我们这节课所要研究的内容。

物体浸入液体的体积等于物体所排开的液体的体积。因此，影响浮力大小的因素可以表

述为：(1)液体的密度；(2)物体排开的液体的体积。

同时，可得液体的密度越大、排开的液体的体积越大，物体所受的浮力就越大。

由于液体的密度与所排开的液体的体积的乘积等于物体排开的液体的质量。同时，还因

为物体所排开的液体的重力与这部分液体的质量与正比。因此，可以猜想，浮力的大小与物

体所排开的液体所受的重力有某种关系。

活动一：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系

学生之间讨论实验方案。

浮力的大小用弹簧测力计测出。物体排出的液体所受的重力可用弹簧测力计测出。物体

所排出的液体可用溢水杯和小桶收集。

(1)用测力计测出铝块1所受的重力。

(2)测出小桶所受的重力。

(3)测出小桶和物体排开的水所受的总重力。

(4)把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的示数。同时，用小桶收

集物体排开的水。

(5)换用不同的铝块重复上面的操作。

明确实验过程中需要记录的物理量，设计实验数据记录表格

铝块在水小桶和排

排开的水

铝块所受中时测力开的水所小桶所受

次数浮力/N所受的重

的重力/N计的读数受的重力的重力/N

力/N

/N/N

]

2

3

计算出表格中第4歹k第7列的数值。

学生之间分组讨论物体所受的浮力与物体所排开的液体所受的重力的关系。

讲解阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体

所受的重力。数学式为

F浮=G俳

如果液体的密度为P，物体排开液体的体积为匕则物体所受的浮力还可表示为

F浮=P浓gVz）*

【使用说明】

1、梳理实验的测量思路，提高学生设计实验的能力，培养学生严谨的科学探究态度。

2、让学生亲自设计实验数据记录表格，进一步明确实验中所需测量的物理量。

3、培养学生的实验观察能力，明确多次实验的目的，锻炼学生处理实验数据的能力。

4、帮助学生初步掌握阿基米德原理相关内容，熟悉相关的计算公式和变形公式。

活动二：用阿基米德原理解决问题

例1将重6N的物体浸没在装满水的杯中，溢出了4N的水，物体受到的浮力是（）

A.IONB.6NC.4ND.2N

【答案】：C

例2如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，则从大烧杯溢出

流入小桶中的水和此金属球的关系是()

A.两者体积相等，质量相等

B.两者体积相等，小桶中水的质量较大

C.金属球受到的浮力等于小桶中水的重力

D.金属球受到的浮力大于小桶中水的重力

【答案】：C

例3将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中。放手后发现：实心球沉入水

底，而乒乓球浮出水面，如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小，则

()

A.实心球受到的浮力大它们受到的浮力一样大

C.乒乓球受到的浮力大D.不能确定

【答案】：A

例4如图所示，为了验证“阿基米德原理”，某同学做了如下实验:

(1)如图甲，在弹簧的下端挂一个小桶，小桶的下面吊一个石块，记下弹簧伸长后下端

到达的位置0,将此时弹簧对小桶的拉力计为力，小桶与石块的总重记为G,则

TiG(选填或“=”)。

(2)如图乙，在溢水杯中盛满水，当石块浸没在水中时，排出的水便流到旁边的小水杯

中，将排出的水的重力记为G持。

(3)如图丙所示，把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中，弹簧的下端又会到达原来

的位置0,将此时弹簧对小桶的拉力记为T2,则T2__________T∣(选填“>”“V”或“=”)。

（4）通过对图丙中小桶和石块的受力分析，请推导石块受到的浮力尸浮与排出水的重力G

排之间的关系：。

（要求写出推导过程）

【答案】：（1）=（3）=（4）7'∣=G,T2=G+Gn-F>f,且Tl=7⅛,所以/泽=G技

例5.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N,当把零件浸没在水中时，弹簧测力

计的示数是1.7N.求：

（1）该零件浸没在水中时受到的浮力；

（2）该金属零件的密度

【答案】：1N；2.7×103kg∕m3

【使用说明】

通过例题练习及时巩固所学知识，加深学生对阿基米德原理的理解

知识拓展

（阿基米德的介绍）

阿基米德是古希腊杰出的数学家和物理学家。他青年时代曾在古希腊世界文化中心亚历

山大里亚学习，在那里研究天文学、数学和力学。他发明了阿基米德螺旋提水器和靠水力发

动的天象仪;系统总结并严格证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础;发现了阿基米德原理，

奠定了流体静力学的基础。

公元前212年，阿基米德所在的叙拉古城被罗马军队占领，正在沙地上画着几何图形聚

精会神地思考问题的阿基米德，被闯进来的罗马士兵杀死。

【使用说明】

了解阿基米德一生伟大的成就

物体的浮沉条件及应用

【学习目标】

1.能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能通过改变物体所

受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态；

2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中

的应用价值。

引入新课

展示几幅图片，提问：浸没在水中的物体都受到浮力的作用，为什么有的物体要上浮,

有的却要下沉呢？

【使用说明】

联系生活事例，激发学生的学习兴趣，引导学生去思考。

活动一：物体的浮沉条件

1、引导学生根据力与运动的关系分析浸没在液体中的物体不同状况下的受力情况。

创设将一个物体浸没在中的情境。（1）设想将一个物体浸没在液体中，此物体上浮；（2）

设想将一个物体浸没在液体中，此物体悬浮；（3）设想将一个物体放到液体中，此物体下沉。

τ

上浮悬浮□iQ

学生之间讨论分析浸没在液体中的物体在上浮时、悬浮时、下沉时的重力与浮力的大小

关系。

归纳总结：物体上浮时、悬浮时、下沉时重力与浮力的关系。

当重力大于浮力时，物体下沉。

当重力等于浮力时，物体悬浮。

当重力小于浮力时，物体上浮。

【使用说明】

巩固受力分析及力与运动相关知识，初步推出物体的浮沉条件。

2、通过推理分别得到上浮、悬浮、下沉三种情况下物体密度与液体密度的大小关系

设想浸没在液体中的物体的体积为匕密度为0液体的密度为ρ海。

这个物体所受的重力为

G=。物VZmg

此物体所排开的液体的体积也为V,其所受的浮力为

F浮=0沌gVW

因为物体上浮时，FQG,于是有

Q流gVzικ＞夕物V⅛∣g

解得O波＞〃。

同理可得，物体悬浮时ρ,&-p,物体下沉时pm＜p..

【使用说明】

学生自己进行推导，最终得到物体不同浮沉情况下物体密度与液体密度的关系。

知识小结，总结物体的浮沉条件

上浮悬浮下沉

尸浮＞GF浮二G尸浮＜G

p<ρρ=ρρ>ρ

L物L液，物L液L物L液

【练习】

1把一个质量为IOOg的小球浸入一个装满水银的烧杯中，待小球静止后，有80g的水

银溢出，则该小球（）

A.一定漂浮在液面上

B.一定沉到烧杯底部

C.可能漂浮在液面上

D.可能悬浮在水银中

【答案】：B

活动二：物体的浮沉条件的应用

1、轮船

钢铁的密度远大于水，怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货物的船呢？

原理：船体做成空心的，排开水的体积增大，受到的浮力增大。

排水量：轮船装满货物时排开水的质量。

例如：某轮船的排水量是2.OX10∣t,此船满载时，货物质量和船身质量之和为2.OXlO1

2、潜水艇

上浮时，打开进气阀门，使高压空气进入潜艇两侧的水舱，将水排出，艇重变小。当重

力小于浮力时，潜艇上浮。

漂浮时，水舱里没有水，潜艇浮在水面上，这时潜艇所受的重力等于浮力。

下潜时，打开进水阀门，使水流进水舱，艇重变大。当重力大于浮力时，潜艇下沉。

3、气球和飞艇

学生活动：结合所学物体的浮沉条件，手机上网查找相关资料，思考下列问题。（1）热

气球升空的原理；（2）热气球水平移动的动力。

学生活动：学生之间交流自己的看法，并作相关讨论，然后举手回答上面的问题。

加热器加热球囊内的空气，使其受热膨胀，密度减小。持续加热使得热气球本身及球囊

内的空气的质量减小，而其总的排开空气的体积不变。当其所受的重力小于其所受的浮力时,

热气球就可以升起来了。

热气球唯一的动力就是风，由于不同高度的气流的方向和速度是不一样的，故人们可以

通过对热气球高度的控制来实现对热气球飞行速度和方向的调节。

学生活动：结合所学物体的浮沉条件，手机上网查找相关资料，思考下列问题。（1）飞

艇升空的原理；（2）飞艇水平移动的动力。

4、鸡蛋的浮与沉

播放实验视频（或老师进行演示实验），通过改变盐水的密度而实现鸡蛋的浮与沉。

介绍盐水选种的大致过程（不饱满的种子漂浮，饱满的种子沉底）

介绍密度计的相关知识，包括密度计的用途、原理及使用方法。

用途：测量液体密度的仪器。

原理：漂浮Fj?=G同一密度计在使用中所受浮力大小不变（漂浮F;；i=G）

使用方法：将密度计插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值。

【使用说明】

1、从生活走入物理，从物理走进生活。

2、了解浮力在各个方面的应用，联系刚刚学习的物体浮沉条件，知道轮船、潜水艇、气球

和飞艇相应的原理。

3、初步掌握密度计的相关知识，建议学生课后自制密度计。

拓展提升

计算浮力的方法

（1）根据浮力产生的原因：F浮=FIS力整,一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则

的物体。

（2）根据阿基米德原理：%=6排=加排8=夕浓8匕#,这个公式对任何受到浮力的物体都

适用。

（3）称重法：F浮=G-Fti,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮

力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。

（4）根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。

物体的浮沉条件：浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的浮力和重力大小关系。

（1）物体浸没在液体中时：Fn=。液g%#,G物=。物g%,；

①如果Fn<G物，物体下沉，夕物>液；

②如果∕¾>G物，物体上浮，。物<夕液；

③如果F浮—G物,物体悬浮，夕物―液。

（2）漂浮在液面上的物体：∕¾=G物，因为：Vtt<Va,所以：夕物<夕液。

（3）沉底的物体：ʃ⅛=∕¾g%⅛,因为：∙⅛<G物，所以「物液。

本章典型例题

1.将重为2N的物体，放入盛有水的溢水杯中，从杯中溢出0.5N的水，则物体受到的浮力

为（）

A.一定为2.5NB.一定为0.5N

C.可能为0.4ND.可能为0.5N

【答案】D

2.A、B、C三个物体体积相同，在水中的情况如图所示，则三个物体受到的浮力大小情况

是()

FA>FB>FC;

FC>FB>FA;

C.FB>FA>FC;

D.FA=FB=FC

【答案】B

3把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水