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怎么样学好阿基米德原理

来源:N       更新时间:2010-5-3
 
初二物理《浮力》一章是教材的重点,也是教学的难点,内容抽象,运用的知识多,学生极易在此处形成两极分化。而学好阿基米德原理是学好这一章的关键,为此我在教阿基米德原理时,改变了过去教师讲学生听,教师演示学生看的教学方法,设计了系列实验,让学生在教师指导下,边看书、边实验、边探索、边分析讨论得出阿基米德原理,并理解运用阿基米德原理,收到了良好的效果。具体做法如下:

1.教师演示实验,复习旧知识,引入新课

取出实验器材:量筒、弹簧秤、金属块、装有水的烧杯,向学生提出三个问题:(a)用这些器材怎样测量金属块浸入水中的浮力?(b)怎样知道金属块浸入水的体积(即金属块排开水的体积)?(c)怎样计算金属块排开水的重力?边启发学生正确回答这些问题,边演示实验,同时强调,注意测浮力时金属块不能与容器底、壁接触。然后,将称量法求浮力的公式f=g-g'(g代表金属块在空气中的重力,g'代表金属块在水中的视重);金属块排开水的体积公式:v=v2-v1(v1代表没浸金属块时量筒中水的体积,v2代表浸入金属块时水面到达的刻度);金属块排开水的重力的计算公式:g排液=pgv写在黑板上。接着请同学们根据自己的生活经验谈谈物体受到浮力的大小和哪些因素有关。同学们纷纷举手发言,有的同学说根据游泳体会到人身体浸入水中体积越大,受到的浮力越大;有的同学说物体浸在液体中越深受到浮力越大;有的同学说物体体积越大受到的浮力越大;还有的同学说根据曹冲称象的故事,象或石头越重,船吃水深度越大,船排开的水越多,受到浮力越大等等。于是,我乘机导入新课,跟大家说,你们当中到底谁说得对,请自己动手做实验,探索分析得出结论。

2.学生通过实验,找出规律,认识新知

先请学生依次做以下几个实验:(a)用实验桌上的仪器:量筒、弹簧秤、金属块,并根据金属块排开水的体积,算出金属块排开水的重力。(b)用实验一的器材,测出金属块排开水的重力。(c)把实验一中量筒里的水倒出改装酒精,把金属块浸没到量筒里的酒精中,测算出此时金属块受到的浮力和它排开酒精的重力,并请大家将实验数据填入预先设计印发的表格里。如下所示:

以上三个实验完成后,启发学生从实验数据中找出浮力大小的规律,向大家提问:“浮力大小和什么因素有关?”同学们争先恐后地回答:“浮力大小等于物体排出液体的重力。”在此基础上,告诉同学们,大家通过实验探讨得到的结论,二千多年前古希腊学者阿基米德就研究了这个问题,并总结了一条著名的“阿基米德原理”。并请同学们看书上p143面阿基米德原理的内容,引导他们推导出阿基米德原理公式:f=g排液=ggv。根据这个公式同学们认识到浸在液体中的物体受到的浮力大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关。

3.学生再做实验,排除生活错觉,加深理解新知

根据以往教学中的经验,学生往往会产生如下错觉:物体浸在液体越深所受浮力越大;物体的形状不同受到的浮力不同;物体体积越大受到浮力越大;液体产生的浮力不能超过容器中液体的重力等等。这些错觉仅靠教师口头讲解,学生难以理解和记牢。为此,请学生依次做了以下五个实验:(a)在量筒中多装些水,用一定长度的细线系着金属块挂在弹簧秤钩上,让金属块浸没在水中不同的深度,看弹簧秤的示数是否变化,从而看出金属块受到的浮力是否变化。(b)将体积相同的实心铁块和铝块分别挂在弹簧秤上,浸没到水中,看两金属块受到的浮力有何关系,从而看出浮力的大小和物体的重力及做成物体的物质密度有无关系。(c)将同一橡皮泥做成圆的、方的、扁的、三角形的分别挂在弹簧秤上浸没到量筒里的水中看弹簧秤的示数是否变化,从而看出浮力的大小和物体的形状是否有关。(d)用体积不同的两金属块分别挂在弹簧秤上,让它们浸入量筒里水中的体积相同,看它们受到的浮力有何关系,从而看出浮力的大小和物体的体积大小是否有关。v是否一定与v相等。(e)在量筒中装少量的水,如图1。将一个体积比量筒中水的体积大,直径比量筒直径略小的圆柱体金属块,让它排开的水尽量多,但圆柱体金属块不与量筒底、壁接触,如图2。用弹簧秤测出此时圆柱金属块的浮力,看物体排开液体的体积v同容器中液体的体积v的关系,从而看出物体受到的浮力能否大于容器中液体的重力。

4.讨论总结,巩固新知

最后,通过师生共同讨论以上实验情况,统一认识到:物体受到的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体的密度、重力、体积、形状、浸没在液体中的深度、液体的多少等无关。物体全部浸在液体中时v等于v,而物体部分浸入液体中时v小于v;v可以大于容器中液体的体积,即液体产生的浮力可以大于液体本身的重力。

采取了以上系列实验教学后,从学生的课外作业和以后的单元测验中可以看出,学生对阿基米德原理理解比较深刻,掌握得比较好,和以往相比分化率明显降低。这样上课真正体现了教师为主导、学生为主体,实验为基础的教学思路。学生也一致反映,这样上课能培养实验操作能力和观察分析能力,使所学的物理知识从感性上升到理性,理解深,记得牢,运用不容易错,增添了学习物理的兴趣和学习好物理的信心,并表示希望多上这样的物理课。

 

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