對中考浮力實驗考點的深入探討

夏 波 藺習洪 楊厚彬 黃 健

(重慶市南岸區茶園新城中學，重慶 401336)

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·試題研究·

對中考浮力實驗考點的深入探討

夏 波 藺習洪 楊厚彬 黃 健

(重慶市南岸區茶園新城中學，重慶 401336)

由于浮力實驗可以對學生的實驗探究能力進行較全面的考查，已成為近幾年全國各地中考的熱點命題素材，學生失分率較高.本文通過對浮力實驗考點的深入探討，總結了高頻考點，并設計了一道涵蓋大部分考點的例題，讓學生舉一反三，提高問題解決能力．

浮力；實驗；中考物理

1 研讀課標，知重點

《義務教育物理課程標準(2011年版)》對浮力部分的要求為：通過實驗，認識浮力．探究浮力大小與哪些因素有關．知道阿基米德原理，運用物體的浮沉條件說明生產、生活中的一些現象．其中，“探究浮力大小與哪些因素有關”也是二十個學生必做實驗之一．由此可見，與浮力相關的實驗是教學的重點，也是中考考查的重點．

2 回顧教材，知過程

對比各版本物理教材可以發現：浮力一章都安排在八年級下學期，各版本教材都利用實驗探究并結合圖片展示了稱重法測浮力、研究影響浮力大小的因素、用“溢水法”探究阿基米德原理的全過程．

3 透析考點，知方向

研究近幾年全國各地中考對浮力相關實驗的考查，列出高頻考點如下.

(1) 用稱重法測浮力

先用彈簧測力計測出物體在空氣中所受的重力G，再將物體浸入液體中，讀出此時彈簧測力計的示數F示，最后計算出浮力F浮=G-F示．在這里要注意實驗順序，若先測出物體浸入液體中彈簧測力計的示數，再測出物體在空氣中所受的重力，在此過程中由于物體上會附著一些液體，會導致所測物體的重力偏大，也會導致所測的浮力偏大．

(2) 測量排開液體的重力

先測出空桶的重力G1，再測出桶和排開液體的總重力G2，最后計算出排開液體的重力G=G2-G1．在這里也要注意實驗順序，若先測出桶和排開液體的總重力，再將桶中的液體倒出，測出空桶的重力，在此過程中由于液體不能從桶中完全倒出，會導致所測空桶的重力偏大，也會導致所測排開液體的重力偏小．還要注意：探究過程中溢水杯中的水應加滿，若沒有加滿，則會導致物體排開液體的體積減小，也會導致所測排開液體的重力減小．

(3) 控制變量法在“探究浮力大小與哪些因素有關”中的應用

① 當探究浮力大小與液體密度的關系時，要控制物體排開液體的體積相同．

② 當探究浮力大小與物體排開液體的體積的關系時，要控制液體的密度相同．

③ 當探究浮力大小與物體在液體中所處的深度的關系時，要控制液體的密度和物體排開液體的體積相同．

(4) 實驗結論

“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗結論為：浮力的大小與物體排開液體的體積和液體密度有關．“探究阿基米德原理”的實驗結論為：浮力的大小等于物體排開液體所受到的重力．

(5) 與浮力實驗相關的圖像分析

物體從液面開始下沉的過程中，隨著物體在液體中所處的深度h增大，物體排開液體的體積V排增大，物體所受的浮力F浮也增大，彈簧測力計的示數F減小；當物體完全浸沒后，隨著物體在液體中所處的深度h增大，物體排開液體的體積V排不變，物體所受的浮力F浮不變，彈簧測力計的示數也不變，相關圖像如圖1、圖2．

(6) 值得注意的實驗細節

為了確保被物體排開的液體恰好全部收集在小桶中，這里要注意：在實驗前要在溢水杯中裝滿水，物體應緩慢浸入液體中，避免溢水杯中液體表面的波動．為了確保物體在浸沒前后其質量不發生變化，則應選擇不易吸水的物體(如：金屬、石塊等)進行實驗．

4 分析典例，知方法

以下例題涵蓋影響浮力大小的因素、阿基米德原理等，可以通過本題的分析，讓學生學會解決浮力問題的方法，做到舉一反三．

例：如圖3所示，小明用一個彈簧測力計、一個物體、兩個相同的燒杯(分別裝有一定量的水和鹽水)，對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究，探究過程及相關數據如下：

圖3

(1) 比較實驗步驟①、②、③的數據，可以得出物體受到的浮力大小與 有關．

(2) 比較實驗步驟③、④的數據，可以得出物體受到的浮力大小與 有關．

(3) 同組細心的小麗發現在實驗步驟④中，彈簧測力計的示數略有減小，但變化不明顯，經過討論，組內成員提出了如下改進措施，其中不合理的是( )．

A. 換用分度值更小的彈簧測力計

B. 將水換成酒精

C. 增大實驗步驟④的鐵塊的體積

D .換用濃度更高的鹽水

(4) 小麗為了進一步“探究浮力的大小等于什么”，她找來了小桶，按照如圖4所示的步驟進行實驗，她通過實驗步驟 (填序號)和⑥計算出物體受到的浮力大小，通過實驗步驟

(填序號)計算出物體排開水的重力，最后比較浮力和物體排開水重力大小，得出 (寫出關系式)的結論．

圖4

解析：(1) 由圖3中①、②、③可知：物體浸入水中的體積不同，所受的浮力不同，由此可知：浮力的大小跟物體排開液體的體積有關．

(2) 由圖3中③、④可知：在物體排開液體體積一定的情況下，物體受到的浮力與液體密度有關．

(3) 在實驗步驟④中，彈簧測力計的示數略有減小，說明浮力減小，根據浮力的影響因素：由液體的密度和排開液體的體積可知，可以增大實驗步驟④中的鐵塊的體積，可以換用濃度更高的鹽水，還可以換用分度值更小的彈簧測力計，只有將水換成酒精這種做法不合理，因為酒精的密度小于水的密度，所以這樣會導致浮力更小，故選項B正確．

(4) 由圖可知，在步驟①中測出了物體的重力，在步驟⑥中測出了物體完全浸沒在液體中時彈簧測力計對物體的拉力，兩者之差等于物體受到的浮力，因此由步驟①與⑥可以測出物體受到的浮力F浮=3N-1N=2N；根據在步驟⑤、⑦中彈簧測力計的讀數，可求出被物體排開液體受到的重力G排=2.6N-0.6N=2N；最后比較浮力和物體排開水重力大小，得出F浮=G排．

[1] 中華人民共和國教育部．義務教育物理課程標準(2011年版)[M]．北京：北京師范大學出版社，2012．

[2] 秦偉．初中物理教科書經典教學實驗介評[M]．廣州：廣東科技出版社，2013．

[3] 高慎波．《浮力》教學設計與反思[J]．物理之友，2016，32(4)．