10.3科学探究：浮力的大小教学设计
课题
10.3科学探究：浮力的大小
单元
第十章流体的力现象
学科
物理
年级
8
教材内容分析
本课题是教科版八年级物理下册第十章第三节内容，主要围绕浮力大小的探究展开。教材先引导学生对浮力大小的影响因素进行猜想与假设，通过控制变量法设计并实施实验，得出浮力与物体浸在液体中的体积、液体密度等因素的关系。在此基础上，进一步探究浮力大小与排开液体重力的关系，引出阿基米德原理，并通过例题和练习加深学生对原理的理解和应用，将物理知识与实际生活紧密联系，如解释轮船能漂浮的原因等。
2022新课标要求
通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
经历探究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大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。
知道阿基米德原理，并能用文字和公式进行表述。会用阿基米德原理进行浮力大小的计算。在此过程中促进学生建立完整的知识结构，提高综合运用知识的能力。
学习
目标与核心素养
物理观念：
1.认识物体所受浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关；
2.理解阿基米德原理，知道其内容、表达式及适用范围，能运用阿基米德原理对浮力问题进行简单计算，并能解释生活中的相关现象。
科学思维：
1.在探究浮力大小影响因素和阿基米德原理的过程中，学会运用控制变量法进行实验设计和数据分析，培养逻辑思维和归纳总结能力；
2.能根据实验现象和数据进行合理推理和论证，构建浮力相关的物理模型。
科学探究：
1.经历“探究浮力大小与哪些因素有关”和“探究浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系”的实验过程；
2.能提出合理猜想，设计实验方案，选择实验器材，进行实验操作，收集和处理实验数据，得出实验结论，并能对实验过程和结果进行反思与评价。
科学态度与责任：
1.在实验探究中，培养严谨认真、实事求是的科学态度；感受物理知识在生活中的广泛应用；
2.增强对物理学习的兴趣和对科学的探索精神，认识到物理科学对社会发展的重要作用。
学情分析
在八年级的物理课程中，学生们在接触本节课之前，已经对力的基本概念有了一定程度的了解。他们通过日常生活中的观察和体验，对浮力有了初步的感性认识，能够理解物体在液体中会受到浮力的作用。然而，对于浮力大小与哪些因素有关，以及如何计算浮力大小等问题，学生们还缺乏深入的理解和掌握。尽管学生们已经具备了一定的观察能力和能够进行简单的实验操作，但在实验设计、数据分析以及如何运用物理知识去解决实际问题等方面，学生们还需要进一步的培养和提高。
重点
1.探究浮力大小与物体浸在液体中的体积、液体密度的关系。
2.理解阿基米德原理，掌握其内容、表达式，并能运用该原理进行浮力计算。
难点
1.设计实验探究浮力大小与各个因素的关系，尤其是控制变量法的正确应用。
2.理解阿基米德原理中“排开液体的重力”的概念，以及在不同情境下运用阿基米德原理解决实际问题。
材料准备
弹簧测力计、铁块、铝块、铜块、水、酒精、盐水、溢水杯、小桶、乒乓球、橡皮泥、大烧杯等。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
播放山东舰、福建舰相关视频，提出问题：舰船总提到“排水量”，它意味着什么？引导学生思考。
观看视频，思考问题，讨论并发表自己的观点。
激发学生的学习兴趣和探究欲望，引入新课。
讲授新课
1.浮力大小与什么因素有关
（1）展示生活中的现象，如加盐后鸡蛋漂浮、浸入水中体积越大越难按等，引导学生提出浮力大小可能与哪些因素有关的猜想。
（2）介绍控制变量法，并引导学生根据猜想设计实验方案，分别探究浮力大小与物体浸在液体中的深度、体积、液体密度、物体密度的关系。
（3）组织学生进行实验，巡视并指导学生正确操作实验器材，记录实验数据。
（4）引导学生分析实验数据，得出实验结论：浮力大小与浸在液体中的深度以及物体的密度无关；浮力大小与浸在液体中的体积以及液体的密度有关，当液体的密度一定时，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大；当物体浸在液体中的体积一定时，液体的密度越大，浮力越大。
2.阿基米德原理
（1）提出问题：浮力大小与排开液体的重力有什么关系？引导学生思考。
（2）讲解如何测量浮力（F浮=G-F拉）、如何使收集的水恰为排开的水以及怎样安排实验顺序最为合理，并强调若水未装满对测量G排的影响。
（3）组织学生进行实验，探究F浮与G排的关系，记录实验数据。
（4）引导学生分析实验数据，得出阿基米德原理：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力，即F浮=G排=m排g=ρ液gV排。
（5）深入讲解阿基米德