淺談初中浮力問題的教學
2008-01-01 00:00:00涂先見
物理教學探討 2008年2期
浮力是初中物理學習中的一個難點，究其原因，主要有以下幾個方面：一是學生頭腦中先有的錯誤觀念，干擾了正確概念、規律的建立。不少學生認為漂浮就是象樹葉一樣漂在水上，從未把漂浮與排開液體聯系起來考察。再如，認為漂浮物體受到的浮力必大于重力。另外還有諸如浮的物體受到的浮力一定比沉的物體受到的浮力大等等。二是浮力問涉及到的知識點多。解題時常要用到密度、壓強、力的平衡和單位換算等知識，部分學生未掌握好。
針對學生學習的困難，我們精心設計教學方法，加強對學生進行學法指導，取得了較好的效果。
1 布置復習，溫故知新
根據認識規律，只有學生達到了一定的認識水平，即已有一定的知識基礎。才能進行高一層次的學習。否則，學習中時時會出現困難，處處感到無能為力，學生就喪失興趣，學習就無效果。所以要學生建立浮力的正確概念，掌握阿基米德原理，浮沉條件等知識，必須掌握好相關的基礎知識，布置復習密度、力的平衡、單位換算內容，是學習浮力知識的前提。
2 重視觀察，改進實驗
必須要讓每一個學生仔細觀察漂浮現象，在課堂上演示木塊等物體放入水、酒精中漂浮現象，讓學生確認：不同物質放入不同液體本中，如果漂浮，必定要排開一定體積的液體。即有一部分體積浸入液體中，讓每個學生在頭腦中牢牢地把漂浮概念與排開液體定性掛勾起來。有條件的學校可讓學生進行隨堂實驗。
3 學法指導，指點迷津
重視學法指導有事半功倍的效果，使學生既學好了浮力。又發展了思維。
3.1 變化問題找聯系。
例題 彈筑秤下端吊著一個物體，手持彈簧秤使物體浸入水中的體積是總體積的4/5時，彈簧秤的示數剛好為零；若手持彈簧秤將此物體完全沒入煤油中（ρ煤油=0.8×103kg/m3），則彈簧秤的示數是多少牛頓？
分析 物體的4/5V浸入水中時，彈簧秤示數為零，說明F浮1=G，可以求出ρ物=0.8×103kg/m3，物體的密度與煤沒的密度相等。物體完全浸入煤沒中，則懸浮。F浮2=G，所以彈簧秤示數為零。
在水中與在煤油中，浸入的體積多少變化了，液體密度變化了，他們之間的聯系是浸入其中的物體的重力G不變，物體的密度不變。
3.2 動態問題，靜態處理
例題 如圖1所示，底部粘有鋼珠的蠟燭，豎直地漂浮在濃鹽水中，蠟燭露出水面的長度為L，若將蠟燭點燃，讓它一直燃燒至淹沒，設燃燒的那部分長度變為1，則：
分析 學生對這類動態問題最感棘手。
但如用靜態方法處理，就很簡單，也容易被學生掌握。不考慮燃燒靜止時F浮=G。如沿水面截L后重為G′，因為F浮=G′，則上浮，可知燃燒部分長1必大于L，故可選B。
3 整體思維，快速解題
例題 在漂浮在水面的木塊甲上放一小鐵塊乙，木塊剛好全部浸入水中，如圖2所示，如將鐵塊用細線懸掛在木塊下面放入水中，則木塊將：
A.懸浮在水中。
B.下沉。
C.剛好浸沒。
D.有一部分體積露出水面。
分析 把甲、乙兩物體看作一整體，漂浮在水面，則F浮=G，當乙系在甲下面時仍把甲、乙看作一整體，因為G不變，所以F浮不變。故V排也不變，所以有一定部分體積露出水面，故應選D。
4 平衡問題，受力分析
例題 一個體積為0.004m3的物塊放在水中漂浮在水面時，露出水面的體積為物塊全部體積的2/5，若將它放入某種液體中，當給它施加向下的壓力為39.2N時，物塊將全部浸沒在某種液體中，求物塊的密度和某種液體的密度各是多少？
所以，根據力的平衡及阿基米德原理，問題迎刃而解。
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。
