水的浮力科學(xué)論文
水的浮力科學(xué)論文
《水的浮力》是自然第五冊(cè)的第十四課,教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生認(rèn)識(shí)水的浮力;學(xué)習(xí)啦小編整理的水的浮力科學(xué)論文，希望你能從中得到感悟!
水的浮力科學(xué)論文篇一
案例分析《水的浮力》
摘 要：本文在浙教版《水的浮力》案例分析基礎(chǔ)上，立足初中生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，以生為本，以學(xué)定教，尊重學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)，尊重事實(shí)。立足科學(xué)課堂教學(xué)，闡述了科學(xué)教學(xué)過(guò)程中如何促進(jìn)科學(xué)概念的形成。
關(guān)鍵詞： 原有經(jīng)驗(yàn) 科學(xué)概念 科學(xué)概念的形成
北師大教授朱正威在《科學(xué)概念的教學(xué)是有規(guī)律的》一文中指出：科學(xué)教育，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，是以形成階段的、遞進(jìn)的、系列的科學(xué)概念為其重要特征的。朱老師同時(shí)指出，好的科學(xué)教育就是要幫助學(xué)生生動(dòng)活潑地、主動(dòng)地從諸多事物及其變化中去尋求規(guī)律，構(gòu)建科學(xué)概念。中央教育科學(xué)研究所郁波老師這樣表述：科學(xué)概念是用一句完整的話，表達(dá)的對(duì)事物或現(xiàn)象的理解和解釋，反映了事物或現(xiàn)象間的聯(lián)系，體現(xiàn)的是一種科學(xué)的觀念。
在自我實(shí)踐和聽(tīng)課觀摩中發(fā)現(xiàn)，目前科學(xué)教學(xué)還存在以知識(shí)的灌輸為主要方式的教學(xué)，學(xué)生的認(rèn)知還停留在較低水平，阻礙著學(xué)生科學(xué)概念的形成。根據(jù)科學(xué)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，所有科學(xué)知識(shí)的90%都是近一百年里發(fā)現(xiàn)的，而且還在迅速地增加。所以，事實(shí)性的科學(xué)知識(shí)是窮其一生也學(xué)不完的，因此超越主題和事實(shí)進(jìn)行思維，在教學(xué)中幫助學(xué)生獲得重要的和可遷移的科學(xué)概念，有深層次的理解能力，以形成科學(xué)概念，才能適應(yīng)知識(shí)膨脹和復(fù)雜的環(huán)境。
以《水的浮力》第二課時(shí)“阿基米德原理”課堂教學(xué)為例，在科學(xué)教學(xué)中促進(jìn)初中生科學(xué)概念的形成可從以下幾點(diǎn)出發(fā)。
一、要促進(jìn)科學(xué)概念的形成，需要了解學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)
原有經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生通過(guò)探索世界并獲得的知識(shí)基礎(chǔ)和生活中逐步建立的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)代研究表明，教學(xué)要基于學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)，才能產(chǎn)生有意義的影響，實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。比如在學(xué)習(xí)了浮力的概念后，課前提問(wèn)：“物體在水中的不同深度受到的浮力大小是否一樣?”，會(huì)有非常多的學(xué)生回答說(shuō)不一樣，越深處浮力越大。學(xué)生知道浮力是指浸在液體或氣體中的物體受到向上托的力，他們認(rèn)為如果把一個(gè)漂浮在水面的物體，按入水中時(shí)，按的越深用的力越大。這種來(lái)自生活的體驗(yàn)因?yàn)槿鄙賹?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，加之學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的局限性，很難消除。了解了學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)就能開(kāi)展有針對(duì)性的教學(xué)，以幫助學(xué)生完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成科學(xué)概念。
二、要促進(jìn)科學(xué)概念的形成，需要大量的事實(shí)為基礎(chǔ)
科學(xué)概念的形成離不開(kāi)事實(shí)，大量的事實(shí)是學(xué)生抽象概念、初步建立概念的依據(jù)。例如：
當(dāng)人躺在浴缸的水中時(shí)，人會(huì)有什么感覺(jué)?水發(fā)生了什么變化?人為什么會(huì)變輕?水面為什么會(huì)上升?人占據(jù)了水的空間，將水排開(kāi)，水面上升，而向上的力越來(lái)越大。那么，你認(rèn)為浮力的大小可能跟什么因素有關(guān)?
……
以事實(shí)為基礎(chǔ)，要求事實(shí)應(yīng)是飽滿的豐富的，幫助學(xué)生在觀察搜集科學(xué)事實(shí)中感知和了解，學(xué)生才有話可說(shuō)。相關(guān)的事例越豐富，就越有可能抽象、概括地形成一種理性的解釋和表述，初步建立科學(xué)概念。同樣的阿基米德的原理的得出，不是在浴缸中的一次偶然發(fā)現(xiàn)就能得出的。實(shí)際教學(xué)中舉一個(gè)實(shí)例，做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，做一個(gè)探究，就匆匆忙忙總結(jié)一個(gè)概念，比比皆是。對(duì)于科學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，很顯然是不合適的。
三、要促進(jìn)科學(xué)概念的形成，需要以學(xué)生活動(dòng)為載體
學(xué)生活動(dòng)是科學(xué)教學(xué)的有效組織形式，科學(xué)教育課程改革中非常重視學(xué)生的親身經(jīng)歷，把學(xué)生活動(dòng)提到了教學(xué)中很高的地位，但就目前課堂實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，盡管活動(dòng)很精彩，學(xué)生很興奮，但課后反思我們組織的活動(dòng)目的，教師卻無(wú)法說(shuō)得清楚，為活動(dòng)而活動(dòng)，失去了活動(dòng)本身的主旨。針對(duì)這種情況，筆者認(rèn)為應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
在組織學(xué)生活動(dòng)中，先要明確教學(xué)目標(biāo)。
教學(xué)目標(biāo)關(guān)注知識(shí)、能力、情感態(tài)度價(jià)值觀三個(gè)維度，以及在學(xué)習(xí)過(guò)程中的有機(jī)統(tǒng)一。體現(xiàn)在教師是否對(duì)教學(xué)內(nèi)容的透徹理解和把握上，是否能真正貫徹于教學(xué)之中。如何貫徹，應(yīng)重視教學(xué)目標(biāo)是否指向科學(xué)概念的形成不只是備教材，還應(yīng)備學(xué)生，依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，要引導(dǎo)學(xué)生從親身體驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)，由表及里，層層深入幫助學(xué)生形成科學(xué)概念。
在組織學(xué)生活動(dòng)中，要有充足的變式。
很顯然生活中的情景是多樣化的，單一的某一個(gè)實(shí)驗(yàn)要得出一個(gè)普遍的科學(xué)概念，那是蒼白無(wú)力的，也不利于學(xué)生的掌握與運(yùn)用。充足的變式為學(xué)生提供多樣的情景，在此基礎(chǔ)上，尋找共同的特性，歸納總結(jié)規(guī)律，有利于科學(xué)概念的形成。活動(dòng)中多一些變式有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性;也有利于學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)態(tài)處理.克服思維和心理的定勢(shì)。所以本節(jié)課上，我設(shè)計(jì)了如下學(xué)生活動(dòng)：浮力與物體排開(kāi)水的多少之間的關(guān)系
【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧秤、鐵塊、水、細(xì)線、溢水杯、小燒杯、量筒
【討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】：如何利用這些器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?怎么樣安排實(shí)驗(yàn)的步驟?應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表?
【實(shí)驗(yàn)步驟，收集證據(jù)】
在幫助學(xué)生建立“阿基米德原理”的概念時(shí)，老師既要考慮全部浸沒(méi)的物體所受浮力大小與排開(kāi)液體重力之間的關(guān)系，又要考慮部分浸沒(méi)時(shí)關(guān)系;既要考慮密度比水大在水中能下沉狀態(tài)的物體，又要考慮密度比水小在水中處于漂浮狀態(tài)的物體。因此在實(shí)驗(yàn)的最后環(huán)節(jié)，我是這樣設(shè)計(jì)變式的：
一小塊石蠟，嘗試通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究石蠟在水中所受浮力大小與哪些因素有關(guān)。結(jié)合二力平衡知識(shí)，由學(xué)生設(shè)計(jì)活動(dòng)，參與到活動(dòng)中來(lái)完成科學(xué)概念的形成過(guò)程，這是一個(gè)為學(xué)生呈現(xiàn)事物復(fù)雜實(shí)況的過(guò)程;是一個(gè)向?qū)W生展示事物個(gè)性的過(guò)程;是一個(gè)為學(xué)生提供豐富感性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。
很顯然，如果這一步?jīng)]有深究下去，只按照課本設(shè)計(jì)“浮力與物體排開(kāi)水的關(guān)系”一個(gè)活動(dòng)得出“阿基米德原理”，寫(xiě)在黑板上，讓學(xué)生記牢、背熟，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣建立起來(lái)的概念是膚淺的，是不深刻的，是死的。同樣類型的題目，做三遍，講三遍，還是會(huì)錯(cuò)，這是為什么?不是學(xué)生笨，也不是題目難，而是知識(shí)沒(méi)懂，是概念不清。如果這時(shí)候繼續(xù)做題，想通過(guò)題海來(lái)彌補(bǔ)，結(jié)果只有一個(gè)，老師和學(xué)生一起在苦海中掙扎。
3.在組織學(xué)生活動(dòng)時(shí)，要重視引導(dǎo)學(xué)生觀察。 學(xué)生在活動(dòng)中首先形成對(duì)某種事物的行為、運(yùn)動(dòng)或變化的初步印象，用科學(xué)的研究方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，理性的觀察事物。在觀察中思考并對(duì)所觀察的現(xiàn)象加以解釋能形成初步的具有說(shuō)服力的概念;這種初步的概念在孩子們進(jìn)行下一個(gè)類似現(xiàn)象的觀察中，常常被運(yùn)用，并可能被證實(shí)、修正或發(fā)展。漫無(wú)目的的觀察無(wú)異于浪費(fèi)時(shí)間，失去學(xué)生活動(dòng)的的真實(shí)意義。
四、要促進(jìn)科學(xué)概念的形成，需要關(guān)注概念的正確表述
在科學(xué)概念的形成過(guò)程中我們做了許多工作，從學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)、大量事實(shí)出發(fā)，依托學(xué)生活動(dòng)探究以形成科學(xué)概念，接下來(lái)我們要用語(yǔ)言和文字表達(dá)出來(lái)，分享交流掌握。語(yǔ)言、文字是思維的工具，當(dāng)概念以簡(jiǎn)練的、確切的語(yǔ)言、文字來(lái)表述時(shí)，就有了一個(gè)較縝密的思維工具，促進(jìn)學(xué)生更深入的學(xué)習(xí)和研究。
當(dāng)把同一鐵塊緩慢地浸入水中時(shí)，學(xué)生得出結(jié)論：物體所受浮力與物體在水中的深度有關(guān)。教師在再實(shí)驗(yàn)再觀察的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生正確表述，在物體沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中時(shí)，物體在水的所處深度越大，浮力就越大;當(dāng)物體完全浸沒(méi)時(shí)，浮力將不再改變。
五、要促進(jìn)科學(xué)概念的形成，應(yīng)注重知識(shí)的遷移
科學(xué)概念的實(shí)際意義旨在解決實(shí)際的問(wèn)題，在知識(shí)的運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題背后本質(zhì)分析和理解，如在物體浮沉條件學(xué)習(xí)過(guò)程中，有很多學(xué)生認(rèn)為漂浮在液面上的物體所受浮力大于重力，因?yàn)樵谒磥?lái)既然能浮在水面必然是這樣的，缺少用理論解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的能力。教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)許多機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在新情景下運(yùn)用已有概念去理解這些不在身邊的事例，如“瓦良格”號(hào)航空母艦試航; “蛟龍”號(hào)攻克我國(guó)深海技術(shù)領(lǐng)域難關(guān)等。
結(jié)束語(yǔ)：
教學(xué)的過(guò)程本就是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念形成的過(guò)程，只教會(huì)學(xué)生知識(shí)，永遠(yuǎn)是狹隘的，永遠(yuǎn)不能幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)觀，培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)，唯有知識(shí)目標(biāo)、活動(dòng)目標(biāo)、科學(xué)概念形成目標(biāo)具體到課堂教學(xué)中，學(xué)生的能力才能得到最大限度的發(fā)展，學(xué)生才能學(xué)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，在所有這些目標(biāo)裝在每個(gè)老師的心里，貫徹到每一節(jié)課的教學(xué)中，新課程所倡導(dǎo)的三維目標(biāo)就能得以實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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[2]郁波 《關(guān)注科學(xué)概念》講座 2010年12月
[3]樂(lè)水仙 《中學(xué)物理》2011年08期 《初中物理概念課新解》
水的浮力科學(xué)論文篇二
利用實(shí)驗(yàn)解決《水的浮力》教學(xué)中學(xué)生的九個(gè)典型問(wèn)題
摘要：盡管浙教版《科學(xué)》教材中安排了拉力差法測(cè)浮力、阿基米德原理、制作密度計(jì)等8個(gè)活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)。水的浮力》不僅是初中科學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)，水的浮力
《水的浮力》不僅是初中科學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)困惑最多的一個(gè)地方。盡管浙教版《科學(xué)》教材中安排了拉力差法測(cè)浮力、阿基米德原理、制作密度計(jì)等8個(gè)活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，但由于《浮力》內(nèi)容難度較大，加上學(xué)生之前又從生活中積累了許多有關(guān)浮力的錯(cuò)誤前概念，要取得較理想的教學(xué)效果，很需要教師在利用好書(shū)本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)學(xué)生的典型問(wèn)題補(bǔ)充相關(guān)實(shí)驗(yàn)。筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)情況，例舉《浮力》教學(xué)中學(xué)生存在的9個(gè)典型問(wèn)題和針對(duì)性實(shí)驗(yàn)，以求拋磚引玉。
典型問(wèn)題1：浸在水里上浮的物體原因是受到了水的浮力，那么浸在水里下沉的物體受到水的浮力嗎?疑問(wèn)緣起：水面上的木塊、泡沫等物體需要用力往下摁，才能將它們壓入水中，因?yàn)樗鼈兪艿搅怂母×?而石頭、鐵塊等物體放入水中，它們馬上下沉，那么這些下沉的物體是不是不受水的浮力呢?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：200克鉤碼，彈簧秤，燒杯(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖1所示，用彈簧秤測(cè)出鉤碼的重力(彈簧秤示數(shù)F1)和鉤碼浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧秤的讀數(shù)F2，計(jì)算出鉤碼在水里受到水對(duì)它的浮力大?。篎浮=F1-F2。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浸在水里下沉的物體，水對(duì)它們也有浮力作用。
本質(zhì)分析：浸在水里要下沉的物體原因是其受到的浮力小于本身的重力，浸在水里要上浮的物體原因是其受到的浮力大于本身的重力。
典型問(wèn)題2，浸在水里的物體都會(huì)受到浮力作用嗎?
疑問(wèn)緣起：正如典型問(wèn)題1所述，浸在水里下沉的物體和浸在水里上浮的物體，都要受到水的浮力，那么是否是浸在水里的任何物體都要受到水對(duì)它們的浮力呢?實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：剪掉瓶底的可樂(lè)瓶，乒乓球，燒杯(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖2所示，將一個(gè)乒乓球放入剪掉瓶底的瓶口朝下的可樂(lè)瓶中，用燒杯往乒乓球上倒水，觀察乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況。發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出，但乒乓球并沒(méi)有上浮。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浸在水里的乒乓球沒(méi)有受到水對(duì)它的浮力，因此，并不是所有浸在水里的物體都會(huì)受到浮力作用。日常生活中常常見(jiàn)到的水里的橋墩、陷在河泥里的沉船、打在河床里的木樁等一般都不受浮力。
本質(zhì)分析：浸在水里的物體是否受到浮力作用，關(guān)鍵是比較水對(duì)物體向上的壓力F向上和水對(duì)物體向下的壓力F向下的大小，若存在向上的壓力差則物體受到浮力，否則就不受浮力。
典型問(wèn)題3，浸在水里的物體受到的浮力大小與它們的形狀有關(guān)嗎?
疑問(wèn)緣起：平時(shí)看到浸在水里的各種不同形狀的物體，有的上浮，有的下沉，那么它們受到的浮力大小與它們的形狀有關(guān)系嗎?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：橡皮泥，彈簧秤，燒杯(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖3所示，用彈簧秤測(cè)出橡皮泥的重力(彈簧秤的讀數(shù)F1)和圓形橡皮 泥浸沒(méi)在水里彈簧秤的讀數(shù)F2以及橡皮泥被捏扁后浸沒(méi)在水里彈簧秤的讀數(shù)F3，計(jì)算出橡皮泥在不同形狀時(shí)受到的浮力大小：F浮圓=F1-F2，F(xiàn)浮扁=F1-F3。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浸沒(méi)在水里不同形狀、相同質(zhì)量的橡皮泥，受到的浮力大小相同。
本質(zhì)分析：浸在水里的質(zhì)量相同、形狀不同的同種物體，由于其體積相同，所以它們排開(kāi)水的體積和受到的浮力大小都相同。
典型問(wèn)題4，浸在水中的物體受到的浮力與物體浸在水里的深度有關(guān)嗎?
疑問(wèn)緣起：游泳時(shí)，人從淺水區(qū)走向深水區(qū)，感覺(jué)受到水對(duì)人的浮力逐漸增大，那么浸在水里的物體受到水的浮力與它們?cè)谒锏纳疃扔嘘P(guān)系嗎?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：圓柱體銅塊，不規(guī)則石塊，細(xì)線，彈簧秤，帶刻度的燒杯(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程1：測(cè)出圓柱體銅塊的重力G銅，將銅塊慢慢浸入水中(不浸沒(méi))，測(cè)量銅塊在水里的深度和對(duì)應(yīng)彈簧秤的讀數(shù)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表1中。
表1
深度(銅塊下表面到水面的距離)/(厘米)0123
彈簧秤讀數(shù)(牛頓)4.54.44.34.2
浮力大小(牛頓)00.10.20.3
實(shí)驗(yàn)過(guò)程2：將銅塊慢慢浸沒(méi)水中，測(cè)量銅塊浸沒(méi)在水里的深度和對(duì)應(yīng)彈簧秤的讀數(shù)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表2中。
表2
深度(銅塊上表面到水面的距離)/(厘米)0123
彈簧秤讀數(shù)(牛頓)4.04.04.04.0
浮力大小(牛頓)0.50.50.50.5
實(shí)驗(yàn)過(guò)程3：測(cè)出小石塊的重力G石，將小石塊慢慢浸入水中(不浸沒(méi))，測(cè)量石塊在水里的深度和對(duì)應(yīng)彈簧秤的讀數(shù)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表3中。
表3
深度(石塊下表面到水面的距離)/(厘米)0123
彈簧秤讀數(shù)(牛頓)1.51.41.351.22
浮力大小(牛頓)00.10.150.28
實(shí)驗(yàn)過(guò)程4：將小石塊慢慢浸沒(méi)水中，測(cè)量小石塊浸沒(méi)在水里的深度和對(duì)應(yīng)彈簧秤的讀數(shù)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表4中。
表4
深度(石塊上表面到水面的距離)/(厘米)0123
彈簧秤讀數(shù)(牛頓)1.11.11.11.1
浮力大小(牛頓)0.40.40.40.4
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體浸沒(méi)水面之前，物體受到浮力的大小與深度有關(guān)(體積滿足V=Sh的物體受到的浮力與浸入水中的深度成正比，體積V≠Sh的物體受到的浮力與浸入水中的深度不成正比，但也符合深度越大，浮力越大的規(guī)律);當(dāng)物體浸沒(méi)水面之后，物體受到的浮力大小與深度無(wú)關(guān)。
本質(zhì)分析：水中的物體在浸沒(méi)之前，受到的浮力隨物體浸入水里深度的增加而增大，表面上看是浸入水里的深度影響了浮力的大小，實(shí)質(zhì)上是浸入水里的深度增大了物體排開(kāi)水的體積，從而改變了浮力的大小。當(dāng)物體浸沒(méi)在水里之后，物體在水里的深度不能繼續(xù)影響物體排開(kāi)水的體積，所以浮力大小不再改變。典型問(wèn)題5，浸在水里的物體受到浮力的大小與它浸在水里的表面積大小有關(guān)嗎?
疑問(wèn)緣起：當(dāng)物體浸入水里時(shí)，總可以發(fā)現(xiàn)隨著物體浸入水里的表面積增大，物體受到的浮力也增大，那么浸在水里的物體受到浮力的大小與物體浸在水里表面積的大小有關(guān)嗎?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：兩個(gè)相同的圓柱體銅塊，細(xì)線，彈簧秤，透明膠，燒杯(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖示4所示，用彈簧秤測(cè)出兩個(gè)銅塊的總重力，測(cè)量?jī)摄~塊用透明膠連在一起和獨(dú)立分開(kāi)后銅塊浸沒(méi)水里時(shí)彈簧秤的讀數(shù)F2和F3，計(jì)算銅塊受到的浮力，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表5中。
表5
銅塊情況銅塊重力(牛頓)彈簧秤讀數(shù)(牛頓)浮力大小(牛頓)
用透明膠將銅塊膠成一個(gè)圓柱體9.08.01.0
兩個(gè)銅塊獨(dú)立分開(kāi)9.08.01.0
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浸在水里的物體受到浮力的大小與它浸入水面的表面積大小無(wú)關(guān)。
本質(zhì)分析：如典型問(wèn)題4本質(zhì)分析，水中的物體在浸沒(méi)之前，物體排開(kāi)水的體積隨浸入水中物體表面積的增加而增大。表面上看是浸入水里的物體表面積大小影響浮力大小，實(shí)質(zhì)上仍然是物體排開(kāi)水的體積決定浮力的大小。待物體浸沒(méi)水中后，盡管表面積變化，但受到浮力大小不變(典型問(wèn)題3亦可說(shuō)明結(jié)論)。
典型問(wèn)題6，浮力的大小與浸入水中物體的密度大小有關(guān)嗎?
疑問(wèn)緣起：質(zhì)量相同的石塊和木塊浸沒(méi)水中，密度大的石塊總會(huì)下沉，而密度小的木塊總要上浮，是不是密度小的物體受到的浮力大，而密度大的物體受到的浮力要小些呢?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：體積相同的鋁塊、銅塊，細(xì)線，彈簧秤，燒杯(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：先用彈簧秤分別測(cè)出鋁塊、銅塊的重力，再測(cè)出鋁塊、銅塊浸沒(méi)在水里時(shí)彈簧秤的讀數(shù)，計(jì)算出鋁塊、銅塊各自所受浮力大小。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：體積相同的鋁塊和銅塊浸沒(méi)水里時(shí)，受到的浮力大小相同。浮力的大小與物體本身密度大小無(wú)關(guān)，只與排開(kāi)液體的密度和體積有關(guān)。
本質(zhì)分析：物體受到水對(duì)它的浮力大小與物體排開(kāi)水的體積多少有關(guān)，質(zhì)量相同的鐵塊和木塊，木塊體積大，而鐵塊體積小，浸沒(méi)水中時(shí)，木塊排開(kāi)水的體積大于鐵塊排開(kāi)水的體積，所以木塊受到的浮力大于鐵塊受到的浮力，并且大于其自身重力，因此總會(huì)上浮，而鐵塊受到浮力小于其自身重力，因而總要下沉。
典型問(wèn)題7，1牛頓的水最多能產(chǎn)生大于1牛頓的浮力嗎?
疑問(wèn)緣起：容器內(nèi)1牛頓的水，全部被浸入的物體排開(kāi)，也才只有1牛頓，況且容器內(nèi)的水不可能被全部排開(kāi)的，所以1牛頓的水怎么可能產(chǎn)生大于1牛頓的浮力呢?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：內(nèi)徑比250毫升礦泉水瓶直徑略大的圓柱形容器，彈簧秤，裝有150毫升水的250毫升容積的礦泉水瓶，量筒，燒杯(裝水)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖5所示，先將裝有150毫升水的礦泉水瓶放入圓柱形容器內(nèi)，再用量筒量取100毫升水，并把量取的水慢慢地倒入圓柱形容器內(nèi)，觀察礦泉水瓶的浮沉情況，直至礦泉水瓶浮起，記錄量筒內(nèi)剩余水的體積，計(jì)算出已經(jīng)倒入圓柱形容器內(nèi)水的體積和重量。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：用了不到100毫升的水就能托起內(nèi)裝150毫升水的瓶子，所以1牛頓的水最多能產(chǎn)生大于1牛頓浮力。
本質(zhì)分析：阿基米德原理中物體排開(kāi)液體的體積實(shí)質(zhì)上是指物體浸在液體里的那部分體積，而不是容器內(nèi)液體本身的體積。當(dāng)容器內(nèi)液體體積不夠大時(shí)，也可以產(chǎn)生較大的V排液，V排液可以大于容器內(nèi)原有液體的體積，也可以小于容器內(nèi)原有液體的體積。
典型問(wèn)題8，湖面上一艘裝有石塊的輪船，將其中的石塊投入湖中，湖面水位為什么變低呢?
疑問(wèn)緣起：漂浮在湖面上裝有石塊的輪船，由于石塊裝在船中，所以石塊沒(méi)有排開(kāi)湖水，當(dāng)把石塊投入湖里后，石塊排開(kāi)湖水了，它排開(kāi)湖水的體積為石塊本身的體積，所以此時(shí)湖水水面應(yīng)該變高，怎么可能會(huì)變低呢?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：燒杯(裝水)，蒸發(fā)皿，小石塊若干，記號(hào)筆。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖示6，讓蒸發(fā)皿漂浮在裝水的燒杯里，將小石塊放在蒸發(fā)皿中，在燒杯外壁用記號(hào)筆畫(huà)上此時(shí)水面位置;再將蒸發(fā)皿里的小石塊取出放到燒杯中水里，待水位穩(wěn)定后比較此時(shí)燒杯內(nèi)水面位置和原記號(hào)位置，即可知道水位變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：湖面上裝有石塊的輪船，將其中的石塊投入湖中，湖面水位變低。
本質(zhì)分析：根據(jù)阿基米德原理和物體浮沉條件可知，石塊在船里時(shí)，它受到的浮力等于其自身重力，此時(shí)它排開(kāi)水的體積V1=m石塊/ρ水;將它投入水里后，由于它受到的浮力小于其自身重力，所以沉入水中，此時(shí)它排開(kāi)水的體積為其自身體積，大小為V2=m石塊/ρ石塊，顯然有V1>V2，因此水位下降。
典型問(wèn)題9，海面下的潛水艇在上浮時(shí)，潛水艇受到的浮力大小為什么不變呢?疑問(wèn)緣起：海面下的潛水艇利用高壓氣體把水倉(cāng)中的海水排入大海，減輕了潛水艇自身的重量，同時(shí)由于高壓氣體占據(jù)了水倉(cāng)中原來(lái)由海水占據(jù)的空間，所以潛水艇排開(kāi)海水的體積相應(yīng)增大，因此潛水艇受到海水的浮力是增大的，怎么可能不變呢?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：帶蓋的青霉素藥瓶一個(gè)，細(xì)線，量筒(裝水)等器材。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖7所示，用細(xì)線系住裝滿水的用蓋子密封的青霉素藥瓶，并將瓶子浸沒(méi)到量筒內(nèi)的水底，讀出量筒內(nèi)水面上升的體積，轉(zhuǎn)換成此時(shí)藥瓶受到水的浮力;從量筒的水里提出藥瓶，將其中的水倒出部分后仍舊用蓋子密封，將瓶子浸沒(méi)到量筒內(nèi)水里一半深度處(預(yù)示潛水艇上浮了些)，讀出量筒內(nèi)水面上升的體積，轉(zhuǎn)換為此時(shí)瓶子受到水的浮力。然后比較藥瓶?jī)纱问艿礁×Υ笮〉那闆r。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：藥瓶?jī)?nèi)水量的多少不影響瓶子浸沒(méi)到水里后瓶子所排開(kāi)水的體積，即瓶子排開(kāi)水的重力不變，也就是受到水的浮力大小不變。
本質(zhì)分析：潛水艇水倉(cāng)里水量的多少并不影響潛水艇本身排開(kāi)液體體積的多少，即潛水艇的V排不會(huì)隨水倉(cāng)內(nèi)水量的多少而改變，故潛水艇在海面以下上浮或下潛時(shí)受到海水的浮力大小都相同。
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