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物体的浮沉条件的实验改进与探究
马步成
摘要：通过科学探究物体的浮沉条件，巩固学生已学的知识：阿基米德原理，为学习浮沉条件的应用打好基础；为激发学生的学习兴趣和轻松掌握物体的浮沉条件，特此对课本中的实验探究方法做了一些改进，让它能在教学中发挥更大的作用。
关键词：科学探究 浮沉条件 实验 改进
阿基米德原理和物体的浮与沉是初二物理教学的重点和难点，也是学生学习的难点，一些学生学习阿基米德原理后发出这样的感慨：“阿基米德好烦啰，发现这样一个原理，让我们好难学！”的确如此：这部分的考试成绩要比其他部分的成绩要低5分以上（年级平均分）；有的学生在此觉得物理难学，学习物理的积极性明显降低。究其原因：没有真正理解阿基米德原理和物体的浮沉条件！如何让学生既容易又真正解阿基米德原理和物体的浮沉条件呢？做好物体的浮沉条件的探究实验!
沪科版初二物理第七章第五节：物体的浮与沉，有这样一个实验探究：物体的浮沉条件；只定性探究了物体的上浮和下沉条件，分析推理得出悬浮条件；最后得出的结论之一是：当浮力等于重力时，物体悬浮或漂浮；此实验目的是：通过物体浮沉现象的实验研究，知道物体的浮沉条件，培养学生思维能力和实验研究能力。这样的探究实验不足之处在于：只能让接受力强、反应快的少部分学生掌握，而对大部分学生来说好像是雾里看花、一头雾水。下图是2005年8月修订本的实验器材和探究方法。
我认为：探究物体的浮沉条件实验很重要，做好了它能激发学生学习物理的兴趣，又在知识的传授上起到承上启下的作用：是对阿基米德原理的复习巩固，又是后面浮沉条件应用的基础。因此，本人将此实验做了一些改进，在教学过程中起到了较好的效果，达到了上述的教学目标，供大家参考。
所用器材：阿基米德原理及应用实验器（J2168）的圆柱体（此套实验器有一密封性较好的空心塑料圆柱体，圆柱体内有三个金属块作为配重）、演示弹簧测力计、鸡蛋、500ml烧杯两个、250ml烧杯两个、清水、饱和（浓）盐水。让学生经历探究和观察物体下沉、悬浮、上浮条件和过程。
一、探究物体的下沉条件
用演示弹簧测力计测出圆柱体的重力（G），把它浸没在水中，读出演示弹簧测力计的读数（F1）,让学生算出圆柱体所受浮力大小；剪断绳子，让学生观察圆柱体的浮沉情况：学生观察到圆柱体下沉了；再让学生分析圆柱体下沉的原因。学生都能分析出是由于重力大于浮力，圆柱体下沉。在此学生都知道了下沉的条件，还对称重法求浮力有更深刻的认识！
二、探究物体的上浮条件
从圆柱体中取出两个金属块，只留一个在里面（这样，圆柱体浸没在水中时，浮力就会大于重力），称出它的重力，用手把圆柱体压入水中（浸没）；问学生：圆柱体受到的浮力大小是多少？比较浮力与重力的大小关系。学生通过分析比较得出：浮力大小没变、浮力大于重力。放手，让学生观察圆柱体的浮沉情况，看见了圆柱体上浮，再让学生分析圆柱体上浮的原因。在此学生都知道了上浮的条件，又对阿基米德原理有更深刻的认识：浸没再水中的圆柱体所受浮力大小只与排开液体的密度和排开液体的体积有关，排开液体的密度和排开液体的体积不变，物体所受浮力就不变。
三、探究物体的悬浮条件
探究物体的悬浮条件的难点是：如何让学生现场看见物体悬浮现象！本人查阅资料得知让物体悬浮的方法有如下几种：一是用医药小瓶装水，调节瓶内水的多少，使小瓶悬浮；二是配制适当浓度的盐水，使鸡蛋悬浮；三是用很薄塑料袋的装水，使装水的塑料袋悬浮在水中……用以上几种方法很难实现悬浮。方法一是瓶内水的多少很难调节、很费时：多一滴重了要下沉、少一滴轻了要上浮，即使实现悬浮，受温度、水流的影响，只会短暂悬浮；方法二实现悬浮也很费时，若事先配制好盐水，学生不能现场看见让物体悬浮的过程，还是有些欠缺；方法三：由于塑料袋自身的重力、装水时空气的进入，也很难实现悬浮！
本人受方法二的启发，找到了一种很快让物体悬浮的方法（让鸡蛋悬浮在盐水中）：在规格为500ml的烧杯中装入大约100ml清水，把鸡蛋放入其中，再在此烧杯中缓缓注入饱和盐水，很快就看见鸡蛋悬浮！若注入的盐水过多，鸡蛋漂浮了，又在其中注入清水，也很快能使鸡蛋悬浮！每当学生亲自看见鸡蛋悬浮时，有的给老师热烈的掌声、有的发出惊奇声“哇！”这样不但活跃了课堂气氛，还让学生感到好奇，激发了学习兴趣。此实验要注意的是：烧杯内开始装的清水不能太多！太多了，烧杯注满水后鸡蛋都不能悬浮。
学生在观察鸡蛋悬浮的现象中，还学到了相关的知识：清水密度小、饱和（浓）盐水密度大；在清水中注入浓盐水，烧杯内水的密度变大；烧杯内水的密度变大，鸡蛋受到的浮力变大；当浮力等于重力时，鸡蛋悬浮；由此还能分析出当物体漂浮在水面上静止不动时，浮力大小等于重力大小，这是漂浮条件。
学生通过对浮沉条件的观察（有条件的学校可以引导学生自主探究）与探究，激发了学生的学习兴趣，轻松并牢固的掌握了物体的浮沉条件，为学习浮沉条件的应用打下了坚实的基础！
[ 此帖被wulibgs在2010-09-19 16:16重新编辑 ]
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