陳桂芳
初中生大多處于感性思維狀態(tài),理性思維能力還不是很強。對于他們來說,用實驗得到的結(jié)論比理論分析得出的結(jié)論更具有說服力。探究浮力產(chǎn)生的原因,這部分內(nèi)容課本是通過理論分析的方法進行講述的,學生理解不深,以至在后面的練習過程中,學生很難運用“浮力等于液體對物體上下表面的壓力差”這個知識點進行解題。因此,筆者通過查閱資料、自制教具來探究浮力產(chǎn)生的原因,實驗后讓學生動手做小實驗加深體會。
1 創(chuàng)設(shè)問題情境,提出預設(shè)的問題
提出問題:木塊在水面上漂浮,受到浮力了嗎?鐵塊沉入水底,受到浮力了嗎?浮力是怎么產(chǎn)生的呢?
借助多媒體展示來源于學生實際生活中的相關(guān)現(xiàn)象,引導學生根據(jù)生活經(jīng)驗與所學知識進行思考,吸引學生的注意力,激發(fā)其學習興趣。
2 自制教具,演示實驗,引導學生進行實驗探究
如圖1所示,這是一個特制水槽,由大小兩個水槽構(gòu)成,小水槽的底部有一個正方形的開口,使兩個水槽相連通。將木塊壓在小水槽正方形的開口上,往小水槽中加水,木塊沒有上浮,引導學生分析水對木塊各受力面的壓力。(大部分學生能分析出:左右兩面、前后兩面受到水的壓力平衡,上表面受到水向下的壓力,而下表面沒有受到水的壓力,所以木塊沒有浮起來。)往大水槽中加水,現(xiàn)在木塊下表面受到水向上的力,當這個力大到一定程度時,木塊就上浮了。由此可見,浮力的產(chǎn)生與物體在豎直方向上的受力情況有關(guān)。
接著引導學生用“轉(zhuǎn)換法”思考用什么可以顯示木塊各受力面受到的壓力呢?提示學生運用壓強計的原理,為下一步實驗作鋪墊。
再用空心立方體進一步探究浮力產(chǎn)生的原因。這個空心立方體,上下左右4個面都是用橡皮膜封好的,用橡皮膜凹陷的程度來顯示各個面受到水的壓力的大小??梢钥吹搅⒎襟w左右兩面、前面兩面受到水的壓力大小相等、方向相反、受力平衡,在豎直方向上表面受到水向下的壓力,下表面是平的,沒有受力。向大水槽內(nèi)注水,當大水槽水面與小水槽地面相平時,立方體受力情況與剛才相同。繼續(xù)注水,立方體下表面受力逐漸增大,立方體上下兩面受到水的壓力也平衡了,此時大水槽水面距小水槽水面的高度h1與小水槽水面距立方體上表面的高度h2相等,立方體仍未受到水的浮力。待兩水槽水面相平,立方體的受力情況如何?(學生分析:立方體左右面和前后面的受力情況未變,下表面受到水向上的壓力大于上表面受到水向下的壓力,這兩個壓力之差就是浮力。)
3 學生分組進行驗證實驗
例題:將去蓋的礦泉水瓶截去瓶底后倒置,放入一枚乒乓球后壓著球向瓶內(nèi)注水,然后放手,則乒乓球___________(選填“上浮”或“下沉”),同時觀察到有少量水流出;再用瓶蓋將瓶口封住,過一會兒,觀察到乒乓球?qū)__________(選填“上浮”或“下游”)。該實驗表明產(chǎn)生浮力的根本原因是。
讓學生通過上面實驗得出結(jié)論完成此題。學生利用日常用品(礦泉水瓶、乒乓球等),分組實驗,檢驗自己寫的答案與實驗現(xiàn)象是否一致。通過使用日常用品完成實驗,讓學生樹立物理來源于生活,服務(wù)于生活的理念。讓學生通過實驗驗證自己的答案,體會成功的喜悅,培養(yǎng)學生用物理知識解釋日常生活現(xiàn)象的習慣。