苏科版初中物理浮力实验教学的反思

陈士元

苏科版初中物理浮力实验教学的反思

陈士元

一、教材中的浮力实验设计

实验1：教材八年级下册第92页，实验要求判断浸入水中的石块或金属块是否受到浮力？

实验2：教材八年级下册第94页，实验要求对装水的塑料袋分别用弹簧测力计测出重力，并观察浸入水的过程中弹簧测力计示数的变化。

二、实验教学中存在的问题

问题1：教学中如何提高实验现象的显著性？在集体备课活动中，教师反映：金属块浸入水中后，弹簧测力计示数变化不明显，是弹簧测力计的问题，还是金属块受到的浮力太小？

问题2：教学中如何消除学生认为物体受到的浮力的大小与物体的密度有关？这是学生存在思维定势，前面学习密度的计算是物体的质量和体积之比，学生往往会据此判定物体受到的浮力大小也与物体的体积和密度有关，而不是与浸入的液体密度有关。教学中，必须用实验事实来向学生证明物体受到的浮力大小与物体的密度无关，要选择相同体积不同密度的材料来做实验，那么如何选用材料呢？

三、对于浮力实验教学后的反思

问题1的解决，定性推论：观察浸入水的过程中弹簧测力计示数的变化，变化幅度即受到浮力大小与原示数大小的对比，与浸入物体的密度有关。教材94页实验是一个极端的例子，即浮力大小基本等于原示数大小，或者说弹簧测力计示数变为零。可见选取合适密度的材料对实验现象的显著性有影响。

定量分析：不同密度的浸入物体所受浮力与重力的对比见表1(密度单位为：103kg/m3)。

表1

四、密度在1至5之间的物体

制作密度在1至5之间的物质，笔者想到了一个办法，用铁皮罐和酒精喷灯熔化白蜡，熔化后倒入纸盒凝固，因为白蜡熔点低，硬度小，容易加工。但是白蜡的密度小于1怎么办？联想到金属合金的方法，可在熔化的白蜡中掺入铅粉(也可用铁粉等)。

用反推法来测算，先从演示弹簧测力计的量程开始，我校使用的是5 N量程的演示弹簧测力计。实验的物体重量确定为2 N左右，质量不超过200 g。将铅粉掺入熔化的白蜡中，做出密度为5左右的物质，同样方法做出密度为4和3的物质。为了区分不同密度的“蜡块”，需求加入颜料。做好的“蜡块”需要再测定一下密度，不一定是整数，但这种做法能调整密度的大小。这一思路源于经典故事《阿基米德鉴别皇冠》。

五、评价

有关浮力的物理实验，在实际教学中存在实验现象不够显著的问题。按笔者所述制作出的密度在1到5的物质，能够提高实验现象的显著性，有助于消除学生的一些错误想法。

2011-10-03

陈士元，硕士，中教高级。

江苏省南京市高淳县第二中学。

结论：选取密度在1至5之间的物质，但实际生活中哪些物质符合要求呢？

问题2的解决，使用相同体积不同材料的物体。通过实验证明：物体的密度不同，但体积相同时受到的浮力大小相等，浮力与该物体自身的密度无关。需要选取密度在1至5之间的物质。