變式教學在浮與沉中的應用

宋馨瑤

物理是一門實驗為主的科學，而有些物理知識不夠直觀，學生掌握起來有一定的困難。第十章第五節“物體的浮與沉”在初中物理教學中是一個難點，包含大量的概念規律，而且題目靈活多變，學生單憑死記硬背無法理解掌握。采用題海戰術則會浪費大量的時間和精力，所以，變式教學在這一節就顯得尤為重要。

講解密度計時，同一個密度計漂浮在不同的液體里，比較兩種情況浮力的大小并判斷哪個杯子里液體的密度大，也可以采用變式教學。先通過理論分析得出結論，緊接著給出題目：

例1.輪船從淡水河駛入大海中，船身會______，浮力會______。

變式1：輪船裝貨后。船身會______，浮力會______。

變式2：輪船從赤道駛往北極（g變大），船身會______，浮力會______。

變式3：潛水艇在水中下降過程中，浮力______。

變式4：潛水艇從大海駛入淡水河時，浮力______。

分析：例1本身就是密度計的一個變式，輪船和密度計一個相同的關鍵點：都是漂浮。變式1和變式2分別改變了重力和g，考查影響浮沉的不同因素。變式3和4則幫助學生區分出處理輪船類和潛艇類問題的不同之處。

例2.小明同學把一個密度均勻的蘋果放入水中，蘋果在水里處于懸浮狀態，小明從水中取出蘋果，分成一個大塊和一個小片。將小片浸沒入水中，松手后小片_____，將大塊浸沒于水中，松手后大塊_____。（以上兩空均選填“上浮”“懸浮”或“下沉”）.

變式：小明同學把一個蘋果放入水中，蘋果在水里處于懸浮狀態。小明從水中取出蘋果，分成一個大塊和一個小片。將小片放入水中，發現小片沉入水底，將大塊浸沒于水中，松手后大塊將會_____。（選填“上浮”“懸浮”或“下沉”）

分析：例2和變式的練習，讓學生充分體會到密度在判斷浮沉中的作用，同時意識到密度均勻和不均勻的不同影響。

例3.一個充氣的氣球下面掛一個金屬塊，把他們放入水中處于懸浮，若把它們的位置稍微向上移動一點，則金屬塊和氣球將（ ）

A.上浮 B.懸浮 C.下沉 D.以上皆有可能

變式：將例3中的充氣的氣球改為空心金屬球。

分析：例3本身可以讓學生意識到液體壓強對排開液體體積的影響。例3的變式突破學生的思維定勢，學生會意識到在不同條件下，同一因素的影響是完全不同的。

例4.已知ρ木<ρ水<ρ鐵<ρ水銀，在以下四個空選填“大于”“小于”“等于”。

①質量相同的木球和鐵球丟入水中，鐵球受到的浮力______木球受到的浮力

②體積相同的木球和鐵球丟入水中，鐵球受到的浮力______木球受到的浮力

③質量相同的木球和鐵球丟入水銀中，鐵球受到的浮力______木球受到的浮力

④體積相同的木球和鐵球丟入水銀中，鐵球受到的浮力______木球受到的浮力

分析：②是①的變式，③④又是①②的變式。通過改變木球和鐵球的關聯條件，改變液體的密度，并進行對比分析，引導學生總結出規律：“體積相同”的條件大部分要用到阿基米德原理，“質量相同”的條件大部分要用到浮沉條件。

例5.把一個木塊放入盛滿水的溢水杯中，溢出30g水，若將此木塊從酒精中取出擦干后放入盛滿酒精的溢水杯里，則溢出酒精的質量是（ ）

A.等于30 g B.小于30 g C.大于30 g D.無法確定

變式1：將例5中的木塊改為蠟塊。

變式2：將例5中的木塊改為鐵塊。

分析：木塊、蠟塊和鐵塊在水和酒精中的浮沉情況各不相同，所以采取的方法也各不相同。學生通過此類練習的訓練，能夠更深入地了解不同方法的適用環境，同時也提高了綜合使用各個方法的能力。

（作者單位 南京市第三高級中學文昌初中部）

編輯 楊兆東