韋 強(qiáng)

(江蘇省高郵市車邏鎮(zhèn)初級(jí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn), 使改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。下面結(jié)合筆者多年的教學(xué)實(shí)踐和同仁們分享幾個(gè)有關(guān)"浮力"實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的典型案例。

1.探究浮力方向的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的分析。蘇科版物理教材是通過(guò)圖1實(shí)驗(yàn)，用手將乒乓球按入水中，松開(kāi)手后，觀察乒乓球在水中的運(yùn)動(dòng)情況，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到浸在水中的物體也受到浮力的作用，對(duì)于浮力的方向，學(xué)生只能認(rèn)識(shí)到是向上的，至于是不是豎直向上，學(xué)生沒(méi)有直觀的體驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新。如圖2 所示, 筆者用細(xì)線把乒乓球和鐵塊系在一起浸沒(méi)在水中，將燒杯放在斜面上,通過(guò)在斜面的右端墊上厚度不同的物體來(lái)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(duì)"浮力的方向是豎直向上的"就會(huì)有更為深刻的理解。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)改進(jìn)

2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的分析。蘇科版物理教材是通過(guò)圖3實(shí)驗(yàn)，比較圖(a)、(c)，當(dāng)物體浸沒(méi)時(shí)，隨著物體在水中浸入深度的增加，測(cè)得的浮力不變，所以浮力的大小與深度無(wú)關(guān)。但學(xué)生在比較圖(a)、(b)，當(dāng)物體浸沒(méi)前，隨著物體深度的增加，測(cè)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(cuò)誤結(jié)論，此時(shí)，教師往往都是這樣解釋的：物體浸沒(méi)前，隨著物體深度的增加是表面現(xiàn)象，實(shí)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(shí)際教學(xué)中效果較差，因?yàn)闆](méi)有從本質(zhì)上克服學(xué)生錯(cuò)誤的概念。

2.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新。如圖4，用塑料薄膜將肥皂包起來(lái)(用肥皂做是因?yàn)槊芏缺人拿芏却?，?huì)沉入水中，而且體積大，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化明顯；用塑料薄膜包起來(lái)以防肥皂在水里溶解)，肥皂豎放時(shí)，在體積一半處做上標(biāo)記，再把肥皂豎放時(shí)，在體積一半處再做上標(biāo)記，用彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)示數(shù)相同。肥皂浸沒(méi)時(shí)，繼續(xù)增加深度，測(cè)力計(jì)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(shí)驗(yàn)改進(jìn)

3.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的分析。蘇科版物理教材是通過(guò)食鹽來(lái)改變液體密度的，但因?yàn)樵诔叵聺恹}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(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，也就不能很好地反映液體密度對(duì)浮力大小的影響。

3.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新。為了使實(shí)驗(yàn)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(guò)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(shí)驗(yàn)室常備的液體，也不需要配制，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯。

4.探究輪船原理的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

4.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的分析。教師在講解輪船的原理時(shí)，采用了利用"空心"的辦法增大可以利用的浮力。具體實(shí)驗(yàn)操作如下：如圖5，把牙膏皮卷成一團(tuán)放入水中，它會(huì)沉入水底；再把它捏成中空的筒放入水中，它會(huì)浮在水面上。設(shè)計(jì)意圖很好，想通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀地顯示"空心"的辦法可以增大浮力，但是實(shí)際教學(xué)中學(xué)生只看到是"空心"后牙膏皮漂浮了，并沒(méi)有觀察到排開(kāi)水的體積變化，從而沒(méi)有體驗(yàn)到浮力變大。因此，教師只能通過(guò)定性分析的方式進(jìn)行分析，卷成一團(tuán)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?yàn)橹亓Σ蛔?，所以漂浮時(shí)浮力增大了，再?gòu)挠绊懜×Υ笮〉囊蛩亟嵌确治?，漂浮時(shí)浮力增大的原因是排開(kāi)水的體積變大了。這種教學(xué)方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且上完新課后中等生仍然存在認(rèn)知困難，為什么"空心"的辦法增大了浮力？

4.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新。如圖6，為了讓學(xué)生看到牙膏皮卷成一團(tuán)和捏成中空時(shí)，排開(kāi)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(kāi)的水，讀出并比較兩次排開(kāi)水的體積，可以很清楚地認(rèn)識(shí)到排開(kāi)水體積的變化。

本文中幾個(gè)有關(guān)浮力的改進(jìn)實(shí)驗(yàn), 取材方便、 操作簡(jiǎn)單、 現(xiàn)象更加明顯、 趣味性高, 并且運(yùn)用在實(shí)際教學(xué)中可以節(jié)約教學(xué)時(shí)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(diǎn), 達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。因此我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中應(yīng)不局限于教材中的實(shí)驗(yàn), 充分利用生活中的器材, 改進(jìn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。