羅美蓮

【摘要】本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)，從“浮力”的引入、了解概念、明白產(chǎn)生原因、落實(shí)公式的推導(dǎo)四個(gè)方面論述了運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法突破“浮力”這個(gè)難點(diǎn)的策略。

【關(guān)鍵詞】初中物理 浮力實(shí)驗(yàn)

教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）08A-0111-02

一、趣味小實(shí)驗(yàn)引出“主角”

不管是人教版物理教材還是蘇教版物理教材，在《浮力》一章中，都是通過(guò)河面上的小鴨子、水上的游船以及漂浮在海面上的冰山等事物因受到了一種向上的力而沒(méi)有沉入水中引出浮力的概念，并且給予了浮力一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的定義。

筆者認(rèn)為，學(xué)生從課本上獲得的對(duì)浮力的感知是不直觀的，教師不妨通過(guò)一些簡(jiǎn)單有趣的課堂小實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生對(duì)“浮力”的好奇，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深學(xué)生對(duì)“浮力”的感知。

教師可以選取一些身邊隨處可見(jiàn)的小物品，如飲料空瓶、乒乓球等進(jìn)行課堂小實(shí)驗(yàn)，并邀請(qǐng)部分學(xué)生上講臺(tái)參與實(shí)驗(yàn)、分享體會(huì)。學(xué)生將飲料空瓶的瓶蓋擰緊并將空瓶緩緩按壓到裝有水的透明水槽中，學(xué)生在緩慢按壓的同時(shí)體會(huì)到一種向上的力，當(dāng)空水瓶被按壓到水槽底部后學(xué)生迅速松手，塑料瓶迅速地向上運(yùn)動(dòng)，臺(tái)上的學(xué)生與臺(tái)下的其他同學(xué)分享自己剛才在按壓塑料瓶的過(guò)程中的感受。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考、討論：空塑料瓶到達(dá)槽底后，手迅速松開(kāi)與塑料瓶不再接觸，手對(duì)塑料瓶不再有力的作用，此時(shí)是什么樣的力讓塑料瓶迅速上浮的呢？

于是，學(xué)生在有趣、輕松、愉悅的學(xué)習(xí)氛圍中，對(duì)浮力有了一個(gè)初步的直觀感知。

二、開(kāi)展多組實(shí)驗(yàn)以深入了解浮力

學(xué)生在上述小實(shí)驗(yàn)中初步感知了浮力，教師在接下來(lái)的教學(xué)中可以通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)帶領(lǐng)學(xué)生更深入地了解浮力。

（一）浮力的方向及作用點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

教師在該實(shí)驗(yàn)中選用了乒乓球?yàn)檠芯繉?duì)象：教師將乒乓球放入裝有水的大燒杯中，待乒乓球穩(wěn)定以后，教師引導(dǎo)學(xué)生明確乒乓球靜止的原因是受到了浮力和重力兩種力的相互作用且兩種力的大小相等、方向相反；教師要求學(xué)生畫(huà)出乒乓球的受力分析示意圖并向?qū)W生滲透“我們?cè)谥袑W(xué)物理中一般將浮力的作用點(diǎn)視為重心”的基本常識(shí)；教師將乒乓球從水里撈出，用透明膠將一根細(xì)彩帶固定在乒乓球的一端，彩帶的另一端固定在一個(gè)銅塊上，將乒乓球與銅塊一起放入大燒杯中，這時(shí)讓學(xué)生注意觀察乒乓球上升的速度與位置，隨后教師將燒杯傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌龋寣W(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并嘗試總結(jié)。

最終，學(xué)生在教師的引導(dǎo)及與同學(xué)之間的討論中得出結(jié)論：無(wú)論燒杯是水平放置還是傾斜，乒乓球始終會(huì)在水的浮力作用下上浮，而拉住乒乓球的那根彩帶是始終垂直于水平桌面的，也就是說(shuō)，浮力的方向是始終垂直于水平面的。

（二）實(shí)驗(yàn)探究浮力產(chǎn)生的原因

首先，教師取出一個(gè)空塑料瓶，將它的瓶蓋擰開(kāi)，用剪刀將瓶底減掉。然后教師拿出一個(gè)乒乓球放入倒放的塑料瓶中，瓶口下部放置一個(gè)燒杯用來(lái)接水。隨后教師向塑料瓶中倒水，有部分水在乒乓球上部，有部分水從瓶口流出落入燒杯中，乒乓球并未浮起，此時(shí)，教師用手堵住塑料瓶口，乒乓球浮上水面。學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后非常驚訝，不少學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始思考產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。

學(xué)生內(nèi)心充滿了好奇與疑問(wèn)，教師趁熱打鐵展示下一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)：教師取出一個(gè)在兩邊蒙上橡皮膜的玻璃圓筒，橡皮膜兩邊的繃緊程度完全相同；將玻璃圓筒水平放入水中，可以看到橡皮膜兩邊的凹陷程度是相同的；將玻璃圓筒豎直放入水中，可以看到橡皮膜兩邊的凹陷程度不同。教師給學(xué)生解釋說(shuō)：橫放時(shí)圓筒兩邊的橡皮膜在水里的深度相同，所以水對(duì)左右兩側(cè)橡皮膜的壓強(qiáng)相等，從而水對(duì)兩邊橡皮膜的壓力相等，水平方向合力為0；豎直放入時(shí)圓筒兩端橡皮膜距液面的深度不相同，水對(duì)上端橡皮膜的壓強(qiáng)小于水對(duì)下端橡皮膜的壓強(qiáng)，所以上端橡皮膜受到豎直向下的壓力小于下端橡皮膜受到的豎直向上的壓力，上下兩個(gè)表面受到的壓力差就是我們所說(shuō)的浮力，所以浮力產(chǎn)生的原因是液體對(duì)物體上下表面的壓力差。此時(shí)，教師給學(xué)生留下了一個(gè)課堂討論題：誰(shuí)能用浮力產(chǎn)生的原因來(lái)解釋一下第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象？學(xué)生進(jìn)行了積極的思考與討論，不久后就開(kāi)始積極表達(dá)自己小組的意見(jiàn)，“老師，你的手沒(méi)有堵住瓶口時(shí)，乒乓球的下表面相當(dāng)于沒(méi)有水，沒(méi)有水就不會(huì)受到來(lái)自水的豎直向上的壓力，但是乒乓球的上表面有水，它就只單方面受到水的向下的壓力，這樣的話，乒乓球就不受浮力作用，所以乒乓球就不會(huì)浮起來(lái)?！绷硪晃粚W(xué)生接著說(shuō)道，“當(dāng)老師用手堵住瓶口后，乒乓球的下表面就慢慢聚積了水，而乒乓球的下面有了水以后就會(huì)受到水對(duì)它的豎直向上的壓力。當(dāng)這個(gè)力大于乒乓球所受到的豎直向下的重力時(shí)，乒乓球就會(huì)浮出水面?！薄?/p>

學(xué)生的回答超乎了教師的預(yù)想，這些都是他們通過(guò)自己的思考、討論、合作而得出的結(jié)果，并且這結(jié)果是正確的。

三、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)計(jì)算公式

（一）歷史故事引出實(shí)驗(yàn)靈感

教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，不妨先簡(jiǎn)述一下阿基米德的故事，以此來(lái)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，增進(jìn)師生之間感情：有一天，阿基米德到澡堂去洗澡。當(dāng)他躺進(jìn)澡盆時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己身體越往下沉，盆里溢出的水就越多。而他則感到身體越輕。突然阿基米德欣喜若狂地跳出了澡盆，甚至忘記了穿衣服就直奔王宮，邊跑邊喊：“找到了，找到了！”阿基米德找到了什么？他找到的不僅是鑒定金王冠是否摻假的方法，而且是重要的科學(xué)原理，即浸沒(méi)于水中的物體受到一個(gè)向上的浮力。

（二）實(shí)驗(yàn)過(guò)程

教師取一鐵圓柱體，先在空氣中測(cè)量其重力的大小，接著測(cè)出空燒杯的質(zhì)量，接著把圓柱體浸沒(méi)在裝滿水的溢水杯中，用空燒杯接住從溢口流出的水，測(cè)出溢出的水與空燒杯的質(zhì)量和后計(jì)算出溢出的水的重力的大?。粶y(cè)量出圓柱體浸沒(méi)入水中但不接觸杯底時(shí)所受的力的大小并記錄下來(lái)，這個(gè)力為圓柱體受到的重力與浮力的合力。師生比對(duì)前后數(shù)值發(fā)現(xiàn)，物體排開(kāi)水所受的重力的大小等于物體所受到的浮力的大小。

（三）得出結(jié)論

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，理解阿基米德原理：浸入液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體所受到的重力大小，即F浮=G排=ρ液g·V排（g為重力加速度）。

（四）歸納總結(jié)

學(xué)生經(jīng)歷了自身參與并體會(huì)實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、閱讀課本理解原理與公式的過(guò)程，對(duì)浮力的計(jì)算有了較深刻的理解，對(duì)浮力的理解也步入到更加深刻的層次。通過(guò)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué)不僅使學(xué)生深刻理解教學(xué)難點(diǎn)，而且鍛煉了學(xué)生的觀察能力、總結(jié)概括能力與自我學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生體會(huì)到了物理這門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科的魅力！以上種種是筆者總結(jié)的與《浮力》教學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這一系列的實(shí)驗(yàn)展開(kāi)教學(xué)，收獲了較好的效果。

（責(zé)編 劉小瑗）endprint