浮力知識在初中物理學習中占據重要位置,而它又以阿基米德原理為基礎,因此,學生對阿基米德原理的理解程度直接決定其對浮力知識的掌握程度,這就要求在教學中,驗證阿基米德原理時實驗操作簡單,效果明顯。
阿基米德原理是指浸在液體中的物體所受到的浮力大小等于它排開的液體所受的重力,即F浮=G排。
在九年級的物理教材原實驗中,采用以下方法驗證阿基米德原理(圖1)。
我認為上述實驗存在如下不足之處:
1.溢水杯:以上操作過程中,水溢出時可能會沿著外杯壁流下,造成杯中收集的水少于物體排開的水,誤差較大。
2.原實驗過程中是通過三次讀數的結果來比較的,效果不直觀。
針對上述不足,我做了如下改進:
1.溢水杯的改進
用一個塑料飲料瓶,切去底部一半,瓶口用一帶孔膠塞塞住,孔中穿入一根直徑約0.5cm、長15cm的彎玻管,玻管盡量靠近瓶壁,以便有較大空間放物體。
當瓶內水與管口齊平時,放入物體,瓶內水面上升,水從管中流出,這樣就不會出現以上問題。如圖2所示。
2.實驗方法的改進
如圖3所示:在一個測力計下掛一個用礦泉水瓶做成的小杯,小杯下掛一個重物,先把小杯和重物掛在測力計下,記下測力計的指針位置,再把重物放入溢水杯中,直到重物全部被浸沒,而小杯與液面還有一定距離即可。
直到排出的水全部用另外一個小杯接住,這時,測力計的示數明顯減小,因為物體受到了浮力,再把溢出的水倒入上面的小杯中,觀察測力計指針,又回到了原來的位置,這就驗證了阿基米德原理,即F浮=G排。