陳士元

蘇科版初中物理浮力實驗教學(xué)的反思

陳士元

一、教材中的浮力實驗設(shè)計

實驗1：教材八年級下冊第92頁，實驗要求判斷浸入水中的石塊或金屬塊是否受到浮力？

實驗2：教材八年級下冊第94頁，實驗要求對裝水的塑料袋分別用彈簧測力計測出重力，并觀察浸入水的過程中彈簧測力計示數(shù)的變化。

二、實驗教學(xué)中存在的問題

問題1：教學(xué)中如何提高實驗現(xiàn)象的顯著性？在集體備課活動中，教師反映：金屬塊浸入水中后，彈簧測力計示數(shù)變化不明顯，是彈簧測力計的問題，還是金屬塊受到的浮力太?。?/p>

問題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，前面學(xué)習(xí)密度的計算是物體的質(zhì)量和體積之比，學(xué)生往往會據(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，必須用實驗事實來向?qū)W生證明物體受到的浮力大小與物體的密度無關(guān)，要選擇相同體積不同密度的材料來做實驗，那么如何選用材料呢？

三、對于浮力實驗教學(xué)后的反思

問題1的解決，定性推論：觀察浸入水的過程中彈簧測力計示數(shù)的變化，變化幅度即受到浮力大小與原示數(shù)大小的對比，與浸入物體的密度有關(guān)。教材94頁實驗是一個極端的例子，即浮力大小基本等于原示數(shù)大小，或者說彈簧測力計示數(shù)變?yōu)榱??？梢娺x取合適密度的材料對實驗現(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，因為白蠟熔點低，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)。

用反推法來測算，先從演示彈簧測力計的量程開始，我校使用的是5 N量程的演示彈簧測力計。實驗的物體重量確定為2 N左右，質(zhì)量不超過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、評價

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

2011-10-03

陳士元，碩士，中教高級。

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)，但實際生活中哪些物質(zhì)符合要求呢？

問題2的解決，使用相同體積不同材料的物體。通過實驗證明：物體的密度不同，但體積相同時受到的浮力大小相等，浮力與該物體自身的密度無關(guān)。需要選取密度在1至5之間的物質(zhì)。