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让实验唱响物理教学主旋律

2017-04-21王晓霞

中学教学参考·理科版 2016年12期
关键词:浮力合作实践

王晓霞

[摘要]实验是学好物理的重要环节,实验能帮助学生理解原理,掌握知识。在课堂教学中,让学生参与课堂实验,能够加深学生对相关知识的理解。

[关键词]浮力 实践 合作

物理是一门以实验为基础的科学,离开了实验,物理学得不到发展,物理理论得不到验证。因此,在物理教学中教师应重视实验教学。下面以《浮力》教学为例,探讨实验教学。

[案例描述]

由于这一章的知识,与上一章的知识衔接不多。教学中,我将提前准备好的小木块、塑料球、橡皮块投入装有水的水槽中,让学生观察浮在液面上的物体,引导学生思考:浮在水面上的木块受几个力作用?施力物体是什么?力的方向如何?

设计意图:利用生活中最简单的事例,让物理知识从生活中走来,让学生卸下包袱轻松学习本课知识。不在乎学生能不能准确地回答,只需要学生能够积极讨论,主动思考,同时为下面的学习做好知识准备。

[实验教学过程]

学生讨论:浮力真实存在,从水里浮上的木块受到竖直向下的重力,施力物体是地球,还受到竖直向上的浮力,施力物体是水。上浮过程中木块受非平衡力作用,浮力大于重力。木块浮在水面静止不动时,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,木块在平衡力的作用下保持静止状态。可见,从水里浮上来的物体和浮在水面上的物体都受到浮力。在这样的讨论中,学生基于前面所学知识,已有一定的学习能力,很快得出了正确的答案。为了让学生深刻理解浮力,接着将小石块、铁块等投入水槽中,判断石块、铁块是否受浮力。

教师让学生四人一组按以下要求进行实验。

要求:①明确实验目的是判断浸没在水中石块是否受到浮力,以及浮力的大小和方向。

②石块要用细线拴牢。读取石块浸没在水中弹簧秤的读数时,石块不要触及杯底或杯壁。

学生实验时,教师巡回指导。待学生做完实验,教师提出以下问题:

①挂在弹簧秤上的石块在空气中静止不动,受几个力作用?方向如何?这几个力的关系是怎样的?请说出石块在空气中重多少牛?

小结:石块受竖直向下的重力和竖直向上的拉力,二力平衡。此时弹簧秤的示数就是石块所受的重力。

②挂在弹簧秤上的石块浸没在水中的读数是多少?此时,浸没在水中静止的石块受几个力作用?各力的方向如何?这几个力的关系如何?两次弹簧秤的读数之差说明了什么?

小结:此时石块受到三个力作用,一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的拉力,另一个是竖直向上的浮力,浮力的施力物体是水。石块静止不动说明:石块受到的重力一石块受到的拉力+石块在水中受到的浮力。由于石块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧秤的读数。所以石块受到的重力一石块在水中时秤的读数+浮力。弹簧秤两次读数的差就是浸没在水中的石块受到的浮力。浮力一石块重力一石块在水中时秤的读数。在这个过程中,有的学生思维活跃,动手能力强,有的则思维慢,动手能力也弱些,于是我有意识地在每一组都安排了基础好的学生,让优生带动基础差的学生,使每组都能顺利完成实验。并对实验完成得又快又好的组给予表扬,对做得慢的组也给予鼓励,这样就有效发展了学生的思維。

以上实验说明浸入水中的石块也受到浮力。

教师总结讲解时,边讲边画出石块的受力分析图,理解浮力定义中的“一切……都”“浸入”“浮力方向”。

阅读课本,联系实验,得出浮力产生的原因。

设问:浸没在水中的正方形木块,放手后竖直向上浮,它为什么不向左或向右,向前或向后运动?

复习液体内部压强的特点,启发学生得出:上下表面的压力差就是浮力。

[课堂拓展]

联系生活,让学生合作探究影响浮力大小的因素(控制变量法)。

实验准备:长木块,弹簧测力计,清水,盐。

提问:猜想浮力大小可能跟什么因素有关?

猜想1:跟物体浸入深度有关。

验证:控制液体密度、物体形状不变。

猜想2:跟物体浸入体积有关。

验证:控制液体密度、物体形状不变,注意完全浸没前后弹簧测力计的变化。

猜想3:跟液体密度有关。

验证:控制物体浸入体积和深度不变,液体用清水和盐水。

实验结论:影响浮力大小的因素是物体浸在液体中的体积和液体的密度。

(责任编辑 易志毅)

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