本討論僅限于材料的沉浮,不包括物體的沉浮,即實驗討論的對象,必須是實心的,不能把材料挖空。
環節一:認識輕的浮,重的沉
出示一塊木板,一塊鋁塊,然后放在水中,看誰沉誰浮。
據此引出問題:是什么決定了材料的沉或浮?
依照學生的前概念,他們的回答一般是“輕的浮,重的沉”。
環節二:認識到比較時要統一條件
出示另一塊與上述鋁塊一樣重的木板,放在水中,也浮。
據此引出問題,如果說“輕的浮,重的沉”,那么現在這塊木板與這塊鋁塊一樣重,為何一浮一沉?
學生觀察現象后,教師適當引導,他們會認識到:
木塊體積大,鋁塊體積小,所以雖然它們重量一樣,但木浮鐵沉;
不能簡單地說“輕的浮,重的沉”;
要比較材料的沉浮性能,需要定一個公平的比較基礎,如讓各種材料的體積都一樣大,然后比輕重。學生基本能推測到“同體積的材料,輕的浮,重的沉”。
環節三:與同體積的水作比較
結合學生的推測,教師出示同等體積的5種材料:泡沫(發泡塑料)塊、木塊、兩種不同的塑料塊、鋁塊、鐵塊。
問題一:同體積的泡沫(發泡塑料)塊與木塊比較,泡沫塊的沉浮性能如何?
學生的前概念大致是:泡沫塊更輕,既然木塊能浮,依照“同體積的材料,輕的浮,重的沉”的認識,泡沫塊也能浮,甚至漂浮性能更強。
實驗驗證。
問題二:同體積的鋁塊與鐵塊比較,鐵塊的沉浮性能如何?
學生的前概念大致是:鐵塊更重(此處如果學生認識受限,有必要稱量一下重量),既然鋁會沉,依照“同體積的材料,輕的浮,重的沉”的認識,鐵塊也會沉。
實驗驗證。
問題三:兩種同體積的塑料塊比能浮的木塊重,卻比會沉的鋁塊輕,它們到底會沉,還是會浮?
用天平稱量同體積的兩種不同塑料塊的重量,排序,列表(參見下表)。
將兩種不同塑料塊放進水中,將沉浮情況對應填入表格中。
用天平稱量此體積的水的重量,填寫到上表中并按重量排序。
分析記錄表,得出結論:同體積的塑料塊,當其重量小于同體積水的重量時,浮;當其重量大于同體積水的重量時,沉。
將同體積的泡沫(發泡塑料)塊、木塊、鋁塊、鐵塊,按照重量排序填入表格中,并對應列出在水中沉浮情況。
分析得出:同體積的材料,當其重量小于同體積水的重量時,浮;當其重量大于同體積水的重量時,沉。
湖南科技出版社(410008)