王靜
浮力定律又稱阿基米德定律,這一定律是物理學習中的重要內容,利用這一定律可以解決很多與浮力相關的物理問題。在實際的解題過程中,我們不難發現運用浮力定律進行解題并不是簡單的套用公式,而是需要不斷地進行轉化,例如浮力與物體重力的等價轉換。因此,浮力定律的應用具有很深奧、很復雜的思想。因此,通過對浮力定律的理解和掌握,我們能夠從中發現一些對物理學習的啟示。從一定角度來看,這種學習啟示顯得更重要,因為物理學習的核心精神在于能夠從思想上進行規律的把握。筆者認為對這一部分的研究可以從三個方面進行論述,即浮力定律在解題中的基本應用情況、浮力定律應用對物理學習的啟示、對浮力定律的若干思考。
一、浮力定律在解題中的基本應用情況
從定理內容來看,浮力定律是非常簡單的,一般其定義被解釋為浸入靜止流體(氣體或液體)中的物體受到一個浮力,其大小等于該物體所排開的流體重量,方向垂直向上并通過所排開流體的形心。所以說獨立定律的核心就在于排開流體重量就是浮力的大小,但是值得注意的是阿基米德原理適用于全部或部分浸入靜止流體的物體,要求物體下表面必須與流體接觸。
雖然說把握以上兩點是解題的關鍵,但是學生的能力僅僅局限于此,那么能夠解決掉的問題只是一些基礎性的問題。要想對高難度、深層次的問題進行解決,就必須掌握浮力定律的基本應用情況。這些應用情況主要包含以下三種情況。
(一)用于計算物體的密度
有的題目給出的已知條件僅有物體浸入流體中的體積比以及流體的密度,要求求解物體的密度。這樣的題目已知條件較少,應用浮力定律進行解答就顯得難度較大。這就需要學生在應用浮力定律時把握兩個等量關系,即浮力等于排開流體的重量、物體浸入流體中的體積等于排開流體的體積,這樣就得出了ρ物Vg=ρ液V浸g,V浸/V=n這兩個等式。這種應用情況就需要把握其中存在的等價關系。
(二)用于計算流體的密度
有的題目將環境設置在容器里,物體漂浮在液體表面。僅有物體的質量以及液面上漲的高度和容器地面的面積。再這樣的題目中,學生需要重點把握的是液體變化的體積量,這種體積的變化直觀地反映在液面高度的變化上,所以學生需要架構液面高度變化與液體體積變化之間的關系。
(三)用于計算水中物體的浮力
有的題目直接將環境設置成物體漂浮在水中,在這種情況下學生應該秉持這樣的一種思維,只要有排開水的體積,就能夠根據G排水=V排水g(水的密度為1kg/cm3)直接算出物體受到的浮力。
二、浮力定律應用對物理學習的啟示
通過上述三種應用情況,我們能夠發現在解決浮力相關的問題中浮力定律的應用充當的僅僅是一個橋梁過度的作用。誠然這一過度作用非常的重要,但是應用這一定律進行過度卻并不是解題的關鍵點,因為只要熟悉了浮力定律基本定義的學生都能夠完成這一過渡任務。而解題的難點恰恰在于如何利用已知量通過一系列的等價關系推導求解出試題所要求解的未知量。
而在這種等價關系的推導中還應該把握重量與體積之間的關系、重量與密度的之間的關系、以及排開液體體積與物體進入流體體積等價的事實。由此來看,這種等價關系推動是綜合的、復雜的,學生應該在等價關系推導中對于上述因素進行全面的把握,通過嚴格的邏輯推理論證,最后正確地求解出試題中的未知量。
因此,我們可以得出這樣的一種認識,高中物理的學習雖然設計到各個方面的內容。但是綜合來看,其實一切問題的解答不過是利用已知量、等價關系來求未知量。因此我們只要在對一些定義的內容進行全面的掌握的基礎上,有效地把握住上述思想就能夠在解決相關物理試題中做到游刃有余。
如何掌握這種思想確實需要我們做出很大的努力,一方面我們需要有做題量的保證,應該說沒有充足的做題量肯定保證不了對這種思想的全面把握;另一方面還應該在大量做題的基礎上對試題的類型進行全面的分析,將試題進行有效的分類歸納,把握住每一類試題的規律。其實學生要想取得較高的物理成績,就必須實現試題練習從量到質的變化。
三、對高中物理學習的若干思考
高中物理學習確實難度非常的大,其難度似乎超過高中數學。但是這一門課程也是很容易在成績上拉開具體的科目,所以學生只要取得較高的物理成績,就能夠保證自己在考試中取得較大的優勢。
取得較高的物理成績自然需要付出巨大的努力,但是這種努力是有一定方向的,那就是能夠有效把握等價思想進行由已知量到未知量的推導。其實高中物理學習的難點并不在于繁瑣的計算,而在于將對物理試題的把握上升思想層面,把握住其中的規律。