蘇科版初中物理浮力實驗教學的反思

陳士元

蘇科版初中物理浮力實驗教學的反思

陳士元

一、教材中的浮力實驗設計

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的變化。

二、實驗教學中存在的問題

問題1：教學中如何提高實驗現象的顯著性？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小？

問題2：教學中如何消除學生認為物體受到的浮力的大小與物體的密度有關？這是學生存在思維定勢，前面學習密度的計算是物體的質量和體積之比，學生往往會據此判定物體受到的浮力大小也與物體的體積和密度有關，而不是與浸入的液體密度有關。教學中，必須用實驗事實來向學生證明物體受到的浮力大小與物體的密度無關，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的變化，變化幅度即受到浮力大小與原示數大小的對比，與浸入物體的密度有關。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大小，或者說彈簧測力計示數變為零。可見選取合適密度的材料對實驗現象的顯著性有影響。

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，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，同樣方法做出密度為4和3的物質。為了區分不同密度的“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，但這種做法能調整密度的大小。這一思路源于經典故事《阿基米德鑒別皇冠》。

五、評價

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

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。

結論：選取密度在1至5之間的物質，但實際生活中哪些物質符合要求呢？

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。需要選取密度在1至5之間的物質。