巧妙引導 突破難點

張嚴敏

【中圖分類號】 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）02-0281-01

一、案例背景

浮力現(xiàn)象是比較常見的，學生一定接觸過一些浮力，比如，乒乓球會浮在水面上，洗澡的時候會感覺受到一個向上的力，也會把這樣的力叫做浮力，看上去對浮力的存在并不陌生。然而，浮力的很多知識學生并沒有真正理解。

學生雖然認同漂浮的物體會受到向上的浮力，在引導下也會認同下沉的物體也會受到浮力，但是如何來證明下沉的物體受到浮力的作用，還是有一點難度的。

關于浮力大小的影響因素的猜想，學生可能無法下手，根據(jù)生活經(jīng)驗，密度小的木塊會漂浮在水面上，他們可能會猜想與液體的密度的關系，甚至猜想與物體重力、體積的關系，而猜想浮力大小與液體的密度及排開液體的體積有關會有一定的難度。特別，學生無法理解什么是排開液體的體積。

如果說猜想浮力大小的影響因素對于學生來說已經(jīng)很困難了，那么對于猜想的驗證——阿基米德原理可能就更困難了。

二、案例描述

引入：

利用浮力 塑料瓶中有一個恐龍蛋，你有沒有辦法可以手不碰塑料瓶就可以拿到恐龍蛋？

體驗浮力 將球壓入水中，有什么感覺？

理解浮力 浸在液體或______里的物體受到__________向上的托力稱為浮力。浮力的方向總是__________的。

為了營造一個活躍的課堂氣氛，我從學生感興趣的游戲活動入手。利用浮力環(huán)節(jié)，當學生不碰到塑料瓶就拿到恐龍蛋時，他們是有成就感的。體驗浮力環(huán)節(jié)，由一個力氣較大的學生完成，學生可以從他的表情和動作上感受到浮力的存在。另外，容器里我課前裝了滿滿的水，這樣學生就能在感受浮力的同時看到很多水杯排出來，既起到視覺上的震撼作用，又為后面“排開液體”這一概念鋪墊。在講浮力概念時，我著重講浮力的方向和“浸在”這個詞，講方向時我結(jié)合之前學習的重力的方向是豎直向上的，引導學生自己設計實驗證明——乒乓球懸線掛重物置于水中，傾斜裝水的容器，觀察線的方向。講“浸在”這個詞時我是結(jié)合圖形讓學生理解其兩層含義——部分浸在和完全浸沒。并引導學生了解這兩種情況中物體體積和排開液體體積的關系。為后面學生理解排開液體體積這一概念做鋪墊。學生知道了浮力的概念后再讓學生列舉一些生活中的浮力現(xiàn)象，特別讓學生知道我們?nèi)松钤诳諝庵幸彩艿娇諝饨o我們的浮力作用。

在列舉生活中浮力現(xiàn)象的例子時我特意展示了空牙膏皮漂浮在水面上的圖片，而此時我展示給學生的現(xiàn)象是被卷起的牙膏皮沉入水底（其時牙膏皮內(nèi)有負重，否則沉不下去）。并提問：漂浮的牙膏皮受到浮力，下沉的牙膏皮也受到浮力嗎？學生陷入沉思。一會兒，我給一個類比的提示：讓一學生在空氣中稱出圓柱體的重力是1.7N，并記錄于副板位置（為驗證阿基米德實驗準準備，后面記錄圓柱體浸沒于水中時彈簧測力計的示數(shù)等也是同樣的目的）。此時我用手將物體向上一托，學生看到彈簧測力計的示數(shù)變小。通過我的這個提示學生很快想到了實驗方案并完成實驗。在學生實驗時我在講臺上擺好進一步演示實驗的器材——裝滿水的溢水杯。學生得到下沉的物體也受到浮力的作用時我進一步提問，你能想到測量浮力的方法嗎？學生很容易想到：F浮=G-F拉。我讓學生用之前的圓柱體做實驗，測得F拉=0.4N。實驗時用小桶接住排出的水（為驗證阿基米德實驗準準備）。通過F浮=G-F拉得到浮力為1.3N。

學生是不易猜想浮力大小與液體的密度及排開液體的體積有關的。所以，我通過讓學生想辦法讓下沉的牙膏皮上浮至漂浮來想到浮力和液體的密度及排開液體的體積有關。當我的問題拋出后學生很容易想到加鹽以及將牙膏皮吹鼓起來。前者很明顯得到浮力和液體密度有關。后者學生能想到和體積有關，但學生會認為和物體的浮力有關。為了突出這一難點我前面已經(jīng)做了一些鋪墊。在這里，我會從稱重法F浮=G-F拉入手，按照他們的分析當圓柱體開始浸入水中到完全浸沒時，彈簧測力計的示數(shù)應該是不變的。但實驗證明是改變的。和他們的猜想是沖突的，迫使學生重新思考。在實驗時我會引導他們浮力改變不是物體體積影響的，而此段過程中是不斷有水排出的。再加上前面的鋪墊，學生可以自己說出和排開液體體積有關的結(jié)論。實驗時，順帶讓學生理解完全浸沒時浮力和深度無關。到這里學生已經(jīng)知道了浮力大小與液體的密度及排開液體的體積有關。

最后讓指定的同學測出前面小桶和水的總重力為1.8N（課前他測過空小桶重力為0.5N）。學生很容易得到圓柱體完全浸沒時浮力等于排開的水受到的重力。并通過公式推導將阿基米德原理和浮力影響因素聯(lián)系起來F浮=G排液=ρ液V排液g。

大家一起來思考：你能測出自己在空氣中所受的浮力嗎？

通過這一問題的思考讓學生進一步了解物理與生活的緊密聯(lián)系。

三、案例反思

由于本節(jié)涉及的知識點較多，課堂容量大，為了節(jié)省時間，我采用直接點題的引課方式——利用、體驗、理解浮力。

驗證下沉的物體受到浮力的作用是一個難點，我采用演示手托物體，使物體受到一個向上的力的方式，使學生類比得到驗證下沉的物體受到浮力的方法。

探究浮力的大小與什么因素有關是本節(jié)課的重點也是難點。讓學生直接猜想，學生很容易跑偏。為了幫助學生理解我讓學生想辦法讓下沉的牙膏皮浮起來。教學實踐證明，通過適當?shù)幕顒釉僮寣W生猜想既能幫助學生理解知識，又能起到活躍課堂氣氛的效果。

學生對于“排開液體體積”這一概念也是比較難理解的。本節(jié)課我采用了多次引導的方式。一、在講浮力概念時通過畫圖讓學生理解“浸在”含義，同時點到物體體積和排開液體體積的不同。二、體驗浮力時，將球壓入水中時會排出很多的水，給學生一個視覺的震撼，并直觀的感受排開液體的體積。三、當學生分不清物體體積和排開水的體積時，我會從稱重法F浮=G-F拉入手，按照他們的分析當圓柱體開始浸入水中到完全浸沒時，彈簧測力計的示數(shù)應該是不變的。但實驗證明是改變的。和他們的猜想是沖突的，迫使學生重新思考。四、將圓柱體浸入溢水杯的過程中，浮力改變時有水排出，沒有水溢出時浮力不變。從而得到浮力和排開水的體積有關。

在學生思維比較活躍時，我在先前實驗的基礎上完成了阿基米德原理的實驗內(nèi)容，一方面學生從直觀上認識到，物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力。從而突破了本節(jié)最后的難點。另一方面也把本節(jié)課的實驗很好的貫穿在一起。

本節(jié)課中雖有大量實驗，但由于課堂時間有限，有很多細節(jié)如“溢水杯中的水為什么要加滿？如果不加滿阿基米德原理是否成立”“實驗時圓柱體能否碰到燒杯壁或燒杯底？”endprint