陳士元

蘇科版初中物理浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思

陳士元

一、教材中的浮力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)1：教材八年級(jí)下冊(cè)第92頁(yè)，實(shí)驗(yàn)要求判斷浸入水中的石塊或金屬塊是否受到浮力？

實(shí)驗(yàn)2：教材八年級(jí)下冊(cè)第94頁(yè)，實(shí)驗(yàn)要求對(duì)裝水的塑料袋分別用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出重力，并觀察浸入水的過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

問(wèn)題1：教學(xué)中如何提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的顯著性？在集體備課活動(dòng)中，教師反映：金屬塊浸入水中后，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化不明顯，是彈簧測(cè)力計(jì)的問(wèn)題，還是金屬塊受到的浮力太?。?/p>

問(wèn)題2：教學(xué)中如何消除學(xué)生認(rèn)為物體受到的浮力的大小與物體的密度有關(guān)？這是學(xué)生存在思維定勢(shì)，前面學(xué)習(xí)密度的計(jì)算是物體的質(zhì)量和體積之比，學(xué)生往往會(huì)據(jù)此判定物體受到的浮力大小也與物體的體積和密度有關(guān)，而不是與浸入的液體密度有關(guān)。教學(xué)中，必須用實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)向?qū)W生證明物體受到的浮力大小與物體的密度無(wú)關(guān)，要選擇相同體積不同密度的材料來(lái)做實(shí)驗(yàn)，那么如何選用材料呢？

三、對(duì)于浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)后的反思

問(wèn)題1的解決，定性推論：觀察浸入水的過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，變化幅度即受到浮力大小與原示數(shù)大小的對(duì)比，與浸入物體的密度有關(guān)。教材94頁(yè)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)極端的例子，即浮力大小基本等于原示數(shù)大小，或者說(shuō)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變?yōu)榱?。可見選取合適密度的材料對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的顯著性有影響。

定量分析：不同密度的浸入物體所受浮力與重力的對(duì)比見表1(密度單位為：103kg/m3)。

表1

四、密度在1至5之間的物體

制作密度在1至5之間的物質(zhì)，筆者想到了一個(gè)辦法，用鐵皮罐和酒精噴燈熔化白蠟，熔化后倒入紙盒凝固，因?yàn)榘紫炄埸c(diǎn)低，硬度小，容易加工。但是白蠟的密度小于1怎么辦？聯(lián)想到金屬合金的方法，可在熔化的白蠟中摻入鉛粉(也可用鐵粉等)。

用反推法來(lái)測(cè)算，先從演示彈簧測(cè)力計(jì)的量程開始，我校使用的是5 N量程的演示彈簧測(cè)力計(jì)。實(shí)驗(yàn)的物體重量確定為2 N左右，質(zhì)量不超過(guò)200 g。將鉛粉摻入熔化的白蠟中，做出密度為5左右的物質(zhì)，同樣方法做出密度為4和3的物質(zhì)。為了區(qū)分不同密度的“蠟塊”，需求加入顏料。做好的“蠟塊”需要再測(cè)定一下密度，不一定是整數(shù)，但這種做法能調(diào)整密度的大小。這一思路源于經(jīng)典故事《阿基米德鑒別皇冠》。

五、評(píng)價(jià)

有關(guān)浮力的物理實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠顯著的問(wèn)題。按筆者所述制作出的密度在1到5的物質(zhì)，能夠提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的顯著性，有助于消除學(xué)生的一些錯(cuò)誤想法。

2011-10-03

陳士元，碩士，中教高級(jí)。

江蘇省南京市高淳縣第二中學(xué)。

結(jié)論：選取密度在1至5之間的物質(zhì)，但實(shí)際生活中哪些物質(zhì)符合要求呢？

問(wèn)題2的解決，使用相同體積不同材料的物體。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：物體的密度不同，但體積相同時(shí)受到的浮力大小相等，浮力與該物體自身的密度無(wú)關(guān)。需要選取密度在1至5之間的物質(zhì)。