實踐主“沉浮”

周仕海

一、制作浮沉子，觀察物體浮沉狀態

八年級物理教材《浮力》第三節《浮力的應用》中，用二力平衡條件分析了物體的浮沉條件：F>G時，物體上浮；F=G時，物體懸浮；F

教學用書建議完成“想想做做”中“雞蛋在鹽水中從沉變浮”的實驗，但在這個實驗中，學生難以直觀看到懸浮的狀態，我認為它證明“浮力的大小與液體密度有關”可能更好。如何制作更適合的浮沉子，讓學生觀察物體浮沉狀態呢？

課前，我給學生變了一個小魔術——“聽話的魔球”：取三個氣球，甲裝滿鹽水，乙裝大半部分純水，丙裝少量純水，再取一個長筒容器，在里面裝入4/5的純水，再加入1/5的酒精，因為酒精的密度小，短時間容器內液體密度呈現一種下大上小的狀態。將甲乙丙三個氣球輕輕放入長筒內時，甲將下沉，乙懸浮，丙上浮，三個小球聽話地一動不動，現象明顯而且直觀，學生又興奮又好奇，急切想知道原因。

和學生一起分析討論后，他們發現，從物體與液體的整體密度出發，讓甲球密度比液體密度大，乙球密度介于純水與酒精的密度之間，丙的密度比酒精的密度小，這樣就能讓乙球真正懸浮，實驗效果比直接從物體浮力與重力的大小關系入手來得好。

二、制作潛水艇模型，探究潛水艇浮沉原理

在教潛水艇知識時，我用學校實驗室的潛水艇模型（如圖一）做演示實驗，發現學生對此模型極感興趣，不少學生要求親手制做一個進行演示。

課后我找來相關器材，查閱了《教師教學用書》97頁介紹的自制潛水艇的辦法，決定親自實踐一番，卻發現實驗的成功率只有20-30%。

經過不斷研究，我終于改進了一種適合學生廣泛制作，難度極低的潛水艇模型制作方法：如圖二所示，藥液“開塞露”多為一個長桿加大圓筒包裝。在長桿上連接橡皮管和注射器來排氣、加氣，在圓筒底部綁一個鐵釘做配重，并開一個小孔做進水排水孔。我將此方法告知于學生，第二天便看到一二十個模型，成功率100%。

三、自制簡易密度計，小紙杯解決大問題

本節課后面的習題提到了密度計，根據《教師教學用書》97頁自制密度計的方法，我要求每個小組學習制作一支密度計。

課堂上，我發現學生的制作情況和實驗情況并不好，主要問題在于：方法一中試管下端封蠟不好操作，成本較高，難以清洗；方法二中棍子總是歪著或橫著靜止在水中，保險絲或銅絲少一點則棒子會傾斜較大，多一點棒子露出水面的部分又很少；市場上購買的鉛筆，多是用紙漿為外殼的環保鉛筆，這種鉛筆不加配重就會沉入水底，以前用干木做外殼的鉛筆很難購買到。

第一個班的實驗失敗讓課堂的后10分鐘極為混亂和低效，我在下一個班采用了新方案：在一次性紙杯的杯底放一個大小合適的鐵環（鐵環用鐵絲繞，汽修廠廢舊的軸承更好），讓紙杯漂浮于水面，在水面處做一個記號，再在水中加鹽，會發現紙杯明顯上升，同樣在水面處做記號。兩次記號的高低就反映了紙杯在重力不變的情況下，浸入體積發生變化，根據浮力公式就會發現：浸入體積的變化就反映了液體密度的變化，液體密度的變化也通過不同的記號體現出來。如此設計，可以通過兩個記號自然引入密度計的相關知識，更有取材簡單、記號易做、理解難度小的優勢。

（作者單位：秭歸縣實驗中學）

責任編輯 嚴 芳