韋 強

(江蘇省高郵市車邏鎮(zhèn)初級中學(xué) 江蘇 高郵 225600)

“浮力”這一部分，教師難教，學(xué)生難學(xué)，大家有目共睹。在浮力實驗教學(xué)中，教師對傳統(tǒng)的實驗進行創(chuàng)新改進, 使改進后的實驗現(xiàn)象更直觀、 更科學(xué), 能提高教學(xué)效率, 能輕松突破重難點。下面結(jié)合筆者多年的教學(xué)實踐和同仁們分享幾個有關(guān)"浮力"實驗改進的典型案例。

1.探究浮力方向的實驗改進

1.1 傳統(tǒng)實驗的分析。蘇科版物理教材是通過圖1實驗，用手將乒乓球按入水中，松開手后，觀察乒乓球在水中的運動情況，讓學(xué)生認識到浸在水中的物體也受到浮力的作用，對于浮力的方向，學(xué)生只能認識到是向上的，至于是不是豎直向上，學(xué)生沒有直觀的體驗。

1.2 實驗的改進與創(chuàng)新。如圖2 所示, 筆者用細線把乒乓球和鐵塊系在一起浸沒在水中，將燒杯放在斜面上,通過在斜面的右端墊上厚度不同的物體來調(diào)節(jié)斜面的傾角, 學(xué)生觀察到拉乒乓球的線和鉛垂線重合或平行, 這樣學(xué)生對"浮力的方向是豎直向上的"就會有更為深刻的理解。改進后的實驗操作穩(wěn)定, 現(xiàn)象更明顯, 易于學(xué)生觀察。

2.探究浮力大小與深度關(guān)系的實驗改進

2.1 傳統(tǒng)實驗的分析。蘇科版物理教材是通過圖3實驗，比較圖(a)、(c)，當物體浸沒時，隨著物體在水中浸入深度的增加，測得的浮力不變，所以浮力的大小與深度無關(guān)。但學(xué)生在比較圖(a)、(b)，當物體浸沒前，隨著物體深度的增加，測得的浮力是變化的，學(xué)生容易得到"浮力的大小與深度有關(guān)"的錯誤結(jié)論，此時，教師往往都是這樣解釋的：物體浸沒前，隨著物體深度的增加是表面現(xiàn)象，實質(zhì)是由于V排增大，使浮力增大不是由于深度變化引起的，這種方式在實際教學(xué)中效果較差，因為沒有從本質(zhì)上克服學(xué)生錯誤的概念。

2.2 實驗的改進與創(chuàng)新。如圖4，用塑料薄膜將肥皂包起來(用肥皂做是因為密度比水的密度大，會沉入水中，而且體積大，彈簧測力計示數(shù)變化明顯；用塑料薄膜包起來以防肥皂在水里溶解)，肥皂豎放時，在體積一半處做上標記，再把肥皂豎放時，在體積一半處再做上標記，用彈簧測力計提著肥皂分別側(cè)放和豎放將一半體積浸在水中，控制了V排不變，改變了浸在水中的深度，但彈簧測力計示數(shù)相同。肥皂浸沒時，繼續(xù)增加深度，測力計示數(shù)不發(fā)生變化。

3.探究浮力大小與液體密度關(guān)系的實驗改進

3.1 傳統(tǒng)實驗的分析。蘇科版物理教材是通過食鹽來改變液體密度的，但因為在常溫下濃鹽水密度是1.1g/cm3左右，與純水的密度1.0g/cm3相差不大，若浸在水中的物體體積小，同一物體在兩種液體中所受浮力相差較小，會導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不明顯，也就不能很好地反映液體密度對浮力大小的影響。

3.2 實驗的改進與創(chuàng)新。為了使實驗現(xiàn)象更明顯，就需要用密度與水的密度相差較大的液體。通過查液體密度表可知，常溫下酒精密度是0.8g/cm3與純凈水密度相差較大，且酒精是實驗室常備的液體，也不需要配制，實驗現(xiàn)象也很明顯。

4.探究輪船原理的實驗改進

4.1 傳統(tǒng)實驗的分析。教師在講解輪船的原理時，采用了利用"空心"的辦法增大可以利用的浮力。具體實驗操作如下：如圖5，把牙膏皮卷成一團放入水中，它會沉入水底；再把它捏成中空的筒放入水中，它會浮在水面上。設(shè)計意圖很好，想通過實驗直觀地顯示"空心"的辦法可以增大浮力，但是實際教學(xué)中學(xué)生只看到是"空心"后牙膏皮漂浮了，并沒有觀察到排開水的體積變化，從而沒有體驗到浮力變大。因此，教師只能通過定性分析的方式進行分析，卷成一團的牙膏皮下沉，它所受的浮力小于其重力，做成中空的筒漂浮在水面上，所受浮力等于其重力，因為重力不變，所以漂浮時浮力增大了，再從影響浮力大小的因素角度分析，漂浮時浮力增大的原因是排開水的體積變大了。這種教學(xué)方式不僅費時費力，而且上完新課后中等生仍然存在認知困難，為什么"空心"的辦法增大了浮力？

4.2 實驗的改進與創(chuàng)新。如圖6，為了讓學(xué)生看到牙膏皮卷成一團和捏成中空時，排開水體積的變化，筆者用溢水杯代替了燒杯，用帶刻度的小桶收集排開的水，讀出并比較兩次排開水的體積，可以很清楚地認識到排開水體積的變化。

本文中幾個有關(guān)浮力的改進實驗, 取材方便、 操作簡單、 現(xiàn)象更加明顯、 趣味性高, 并且運用在實際教學(xué)中可以節(jié)約教學(xué)時間, 提高教學(xué)效率, 能夠更好地輔助教學(xué), 輕松突破重難點, 達到教學(xué)目標。因此我們在物理教學(xué)中應(yīng)不局限于教材中的實驗, 充分利用生活中的器材, 改進和設(shè)計實驗。