1.阿基米德原理是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,做好教材圖12-6的實(shí)驗(yàn),是學(xué)生理解阿基米德原理的關(guān)鍵。教學(xué)中應(yīng)采取“邊實(shí)驗(yàn)、邊觀察、邊分析”的方法。要注意培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力。在做教材圖12-6的實(shí)驗(yàn)中,做完前兩個(gè)步驟,即用彈簧測(cè)力計(jì)稱出石塊在空氣中重力的大小,再將石塊浸入溢水杯中后,可提問(wèn)學(xué)生:觀察到了什么?要求學(xué)生回答:彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小,說(shuō)明石塊受到了浮力;同時(shí)水從溢水杯中溢出,流入小桶中。然后讓學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象,猜想一下,浮力大小可能跟什么有關(guān)系?有的學(xué)生可能會(huì)想到浮力大小跟排開的水有關(guān)。這時(shí)再用實(shí)驗(yàn)稱出小桶中的水重,得出浮力的大小等于物體排開的水重的結(jié)論。然后再做圖12-7浮在水上的木塊受到的浮力跟它排開的水重有什么關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出阿基米德原理。并指出該原理也適用于氣體。?
2.為了加深理解阿基米德原理,可在得出阿基米德原理后,進(jìn)一步討論決定浮力大小的因素,糾正學(xué)生在浮力問(wèn)題上經(jīng)常出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。?
學(xué)生對(duì)影響浮力大小的因素可能產(chǎn)生的模糊認(rèn)識(shí)主要有以下一些:?
(1)在研究決定浮力大小的因素時(shí),學(xué)生首先想到的常常是物體本身的因素,如:物體的密度,物體的形狀、體積等。
? (2)在觀察物體浸入液體中體積不同,受到的浮力也不同后,最易得出浮力大小與浸入液體的深度有關(guān)的錯(cuò)誤結(jié)論。?
對(duì)于這些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),主要靠實(shí)驗(yàn)來(lái)糾正,學(xué)生才能印象深刻。下面介紹幾個(gè)簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn):
?(1)浮力與物體的密度無(wú)關(guān)。用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)量體積相同的鐵、鋁圓柱體浸沒(méi)在同一液體中受到的浮力,結(jié)果浮力相等。說(shuō)明浮力的大小與物體的密度無(wú)關(guān)。
? (2)浮力與物體的形狀無(wú)關(guān)。做一個(gè)2.4cm*2.4cm*2.4cm的立方體與一個(gè)1.2cm*2.4cm*4.8cm的長(zhǎng)方體(密度大于水),用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出它們?nèi)拷胨袝r(shí)受的浮力,可以看到浮力相等。這兩個(gè)物體浸入水中的體積相等,形狀不同,說(shuō)明浮力與物體的形狀無(wú)關(guān)。? (3)浮力與物體全部浸入液體后的深度無(wú)關(guān)。在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)圓柱體,使圓柱體浸沒(méi)在液體中不同的深度,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,即浮力不變。說(shuō)明浮力與物體浸在液體中的深度無(wú)關(guān)。
許多學(xué)生有過(guò)在河里、海里或游泳池里從淺水區(qū)走向深水區(qū)的經(jīng)驗(yàn),他們親身體驗(yàn)過(guò)水越深,越不易站穩(wěn),受到的浮力越大。因此,即使他們親自做過(guò)上述全部浸沒(méi)液體中的圓柱體所受浮力與深度無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn),而他們?cè)瓉?lái)從親身體驗(yàn)得來(lái)的“越深,浮力越大”仍難改變??梢宰層羞@種經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生描述他由淺水區(qū)向深水區(qū)走時(shí)對(duì)浮力的感受,而后發(fā)動(dòng)學(xué)生討論他為什么會(huì)有這種感受,使學(xué)生明確他在向深水區(qū)走的過(guò)程中排開的水的體積在逐漸增大,因而受到的浮力逐漸增大。而全部浸沒(méi)液體中的物體在不同深度排開的液體體積相等。經(jīng)過(guò)這種討論,學(xué)生的認(rèn)識(shí)會(huì)更深刻些。
? 3.關(guān)于浮力的計(jì)算。課本中雖然給出了浮力計(jì)算的公式,但是目的主要讓學(xué)生能領(lǐng)會(huì)簡(jiǎn)明的數(shù)學(xué)公式可以準(zhǔn)確地代替冗長(zhǎng)的文字表述,即數(shù)學(xué)語(yǔ)言的重要,也便于學(xué)生借以記憶物理規(guī)律。要特別注意防止學(xué)生不理解公式表達(dá)什么規(guī)律(即不理解公式的物理意義)、不清楚公式中各字母代表什么物理量的情況下,死記亂套公式,并養(yǎng)成壞的習(xí)慣。為此,教學(xué)中解的第一道例題和布置給學(xué)生的前兩三道練習(xí)題,最好是運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行思考,一步步地來(lái)計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生物理思考能力和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,并加深對(duì)知識(shí)的理解。
課本已有一道例題,教學(xué)中最好先補(bǔ)充一道稍容易些,并且不是套公式而是一步一步計(jì)算的題。
例題:體積是100cm3的鐵塊,浸沒(méi)在酒精里,它受的浮力是多少牛?(取g=10N/kg)?
已知:V排=100cm3?,ρ酒精=0.8g/cm3?。?
求:F浮=??
解:F浮=G排,
鐵塊排開的酒精體積為100cm3?,
排開的酒精質(zhì)量m=0.8g/cm3*100cm3=0.08kg?,
排開的酒精重G排=0.08kg*10N/kg=0.8N?,
所以鐵塊受到的浮力為0.8N?。
浮力:1、浮力產(chǎn)生的原因:物體受到液體或氣體對(duì)其向上與向下的壓力差產(chǎn)生的2、阿基米德原理 ① 內(nèi)容:浸在液體或氣體中的物體要受到液體或氣體對(duì)它豎直向上的浮力,浮力的大小等于物體排開液體或氣體的重 ② 公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排 理解:(1)浮力的大小只與物體所排開液體的體積及液體的密度有關(guān),而與物體所在的深度無(wú)關(guān)。
(2)如果物體只有一部分浸在液體中,它所受的浮力的大小也等于被物體排開的液體的重量。(3)阿基米德定律不僅適用于液體,也適用于氣體。
物體在氣體中所受到的浮力大小,等于被物體排開的氣體的重量。 3、物體的浮沉條件:上浮:F浮>G; 懸?。篎浮=G; 下沉:F浮<G,理解:研究物體的浮沉?xí)r,物體應(yīng)浸沒(méi)于液體中(V排=V物),然后比較此時(shí)物體受到的浮力與重力的關(guān)系。
如果被研究的物體的平均密度可以知道,則物體的浮沉條件可變成以下形式,①ρ物ρ液,下沉4、物體浮沉條件的應(yīng)用:潛水艇是通過(guò)改變自身的重來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的;熱氣球是通過(guò)改變自身的體積來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的;密度計(jì)的工作原理是物體的漂浮條件,其刻度特點(diǎn)是上小下大,上疏下密;用硫酸銅溶液測(cè)血液的密度的原理是懸浮條件,5、有關(guān)浮力問(wèn)題的解題思路:浮力問(wèn)題是力學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。解決浮力問(wèn)題時(shí),要按照下列步驟進(jìn)行:(1)確定研究對(duì)象。
一般情況下選擇浸在液體中的物體為研究對(duì)象。(2)分析物體受到的外力。
主要是重力G(mg或ρ物gV物)、浮力F?。é岩篻V排)、拉力、支持力、壓力等。(3)判定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
明確物體上浮、下沉、懸浮、漂浮等。(4)寫出各力的關(guān)系方程和由題目給出的輔助方程。
如體積間的關(guān)系,質(zhì)量密度之間的關(guān)系等。(5)將上述方程聯(lián)立求解。
通常情況下,浮力問(wèn)題用方程組解較為簡(jiǎn)便。6)對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析討論。
引:用阿基米德定律測(cè)密度:(1)測(cè)固體密度:稱出物體在空氣中的重量,而后把物體完全浸在水中,稱出物體在水中的重量,兩次重量之差便是物體在水中所受浮力,根據(jù)阿基米德定律便可算出物體的密度。(2)測(cè)液體密度,稱出某一物體在空氣中的重量、在水中的重量及被測(cè)液體中的重量。
根據(jù)物體在水中重量與在空氣中重量之差用阿基米德定律可算出物體的體積即排開被測(cè)液體的體積,根據(jù)物體在空氣中的重量與在被測(cè)液體中的重量之差可以知道物體所排開的被測(cè)液體的重量,于是便可算出液體的密度。
浮力
(1)浮力產(chǎn)生的原因:浸在液體中的物體受到液體對(duì)它向上和向下的壓力差。
(2)浮力方向:豎直向上。
(3)浮力的大小可由以下方法求(測(cè))得:
示重法(兩次測(cè)量法):F浮=G物—F示;
阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排;
二力平衡法(懸浮、漂浮時(shí)):F浮=G排;浮力產(chǎn)生的原因:F浮= F向上—F向下;
受力分析法:物體在三個(gè)力或多個(gè)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)(或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài))時(shí),可利用豎直向上的力之和=豎直向下的力之和列方程求解。
(4)阿基米德原理
①內(nèi)容:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開的液體所受的重力,這就是阿基米德原理。它同樣適用于氣體。
②表達(dá)式:F浮=G排=ρ液gV排。
(5)物體的浮沉條件:
浮力與物重及整個(gè)物體密度的關(guān)系(浸沒(méi)時(shí))是:當(dāng)F浮< G物時(shí),下沉,這時(shí)ρ物<;ρ液;當(dāng)F浮> G物時(shí),上浮,這時(shí)ρ物>;ρ液;當(dāng)F浮=G物時(shí),懸浮,這時(shí)ρ物=ρ液,V排=V物。
漂浮在液面上的物體,F(xiàn)浮=G物,ρ物<;ρ液,V排<V物。
(6)浮力的應(yīng)用
①輪船:是利用密度大于水的鋼鐵做成空心,使之能浮在水面上的道理做成的,輪船的大小通常用排水量表示。輪船的排水量是指滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。
②潛水艇:是靠充水或排水的方式改變自身重來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的。
③氣球與飛艇:內(nèi)充的是密度小于空氣的氣體。
④密度計(jì):密度計(jì)是測(cè)定液體密度的儀器.密度計(jì)在較大密度的液體里比在較小密度的液體里浸得淺一些,所以密度計(jì)的刻度是上小下大。
1引言 《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出的基本理念之一是:“注重科學(xué)探究,提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化”既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式的科學(xué)探究,在今天的中學(xué)物理教學(xué)中,已占有重要的地位、受到了大家的關(guān)注和倡導(dǎo)。
科學(xué)探究的教與學(xué),是通過(guò)具體教學(xué)內(nèi)容的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本文討論的“探究浮力大小的決定因素”是初中物理中的重要內(nèi)容,它是建立、認(rèn)識(shí)阿基米德定律和分析物體沉浮條件的基礎(chǔ),也是解決有關(guān)浮力應(yīng)用問(wèn)題的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。
雖然浮力問(wèn)題是學(xué)生較熟悉和感興趣的問(wèn)題,與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切,但學(xué)生從日常生活中也產(chǎn)生了一些片面和錯(cuò)誤的前概念,如:“物體受到的浮力大小與其輕重(質(zhì)量大?。┯嘘P(guān)”、“物體受到的浮力大小與其在液體中的深度有關(guān)”、“物體受到的浮力大小與它的密度有關(guān)”、“飄浮的物體受到的浮力大,下沉的物體受到的浮力小”等。通過(guò)本探究活動(dòng),就是要讓學(xué)生體驗(yàn)探究過(guò)程,在原來(lái)的生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)展認(rèn)知和思維能力,使學(xué)生排除生活錯(cuò)覺(jué),正確理解浮力;同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)的能力、運(yùn)用科學(xué)研究方法(控制變量法)等探究能力。
2教學(xué)設(shè)計(jì) 2.1重點(diǎn)與難點(diǎn)分析 教學(xué)重點(diǎn): (1)影響浮力大小的因素; (2)阿基米德定律的內(nèi)容。 教學(xué)難點(diǎn): (1)糾正“物體受到的浮力大小與其輕重(質(zhì)量大小)有關(guān)”、“飄浮的物體受到的浮力大,下沉的物體受到的浮力小”等錯(cuò)誤的前概念; (2)阿基米德定律的內(nèi)容; (3)區(qū)分“物體的體積”和“排開液體的體積”。
2.2教學(xué)方法建議以2—4人合作學(xué)習(xí)小組為基本組織形式,開展系列實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),邊實(shí)驗(yàn)邊探究,邊分析邊討論。以學(xué)生自主探究為主、教師引導(dǎo)為輔,課內(nèi)探究和課外探究相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。
2.3教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)該探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng),可利用的材料和資源豐富,除了在“進(jìn)行分析與論證”環(huán)節(jié)上,教師要適當(dāng)收斂學(xué)生的思維外,在其余的“創(chuàng)設(shè)情境與產(chǎn)生問(wèn)題”、“猜想與假設(shè)”、“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”、“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集證據(jù)”、“反思與評(píng)估”和“交流與合作”要素上均可設(shè)計(jì)為開放程度較大的環(huán)節(jié)。下面我們逐一作剖析: (1)創(chuàng)設(shè)探究情境與產(chǎn)生問(wèn)題,首先教師可參照人教版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理(九年級(jí))》P82組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng),使學(xué)生明確:測(cè)定浸入液體中的物體受到的浮力大小,可通過(guò)用彈簧秤測(cè)量空氣中和浸在液體中物體重力的兩次示數(shù)之差求得。
然后,教師可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)或利用多媒體課件、網(wǎng)上教學(xué)資源創(chuàng)設(shè)情境,產(chǎn)生問(wèn)題: 方式一(從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)設(shè)疑):人在游泳時(shí)會(huì)受到浮力的作用,回憶一下你在水中的體驗(yàn)。在淡水中和大海中游泳感覺(jué)上有什么不同?你能準(zhǔn)確知道浮力有多大嗎?你能否結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)(如浴缸里洗澡)說(shuō)說(shuō)浮力大小跟哪些因素有關(guān)? 方式二(利用多媒體課件、網(wǎng)上教學(xué)資源創(chuàng)設(shè)情境):A.播放畫面:蔚藍(lán)的天空下,湛藍(lán)的海水中,一艘滿載貨物雄偉的萬(wàn)噸巨輪正在大海中航行。
(刺激學(xué)生的感官,引起興奮)B.設(shè)疑:這艘輪船受到海水對(duì)它的浮力有多大呢?顯然,這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法用前面學(xué)過(guò)的用彈簧秤測(cè)量浮力的方法來(lái)解決,彈簧秤對(duì)這個(gè)龐然大物已經(jīng)無(wú)能為力。為了解決輪船在海中航行時(shí)所受浮力大小的問(wèn)題,我們首先要弄清浮力大小跟哪些因素有關(guān)?(問(wèn)題的提出在學(xué)生心中引起了困惑,激起了求知的“浪花”)另外,還可運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源提供的閱讀材料“浮力小故事”——“死海”、真假皇冠、曹沖稱象、泰坦尼克沉沒(méi)之謎和阿基米德的介紹等,通過(guò)這些有情趣的小故事和生動(dòng)的動(dòng)畫,幫助并引導(dǎo)學(xué)生展開豐富的聯(lián)想,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。
教師還可以向?qū)W生介紹相關(guān)教育網(wǎng)站(如中國(guó)基礎(chǔ)教育網(wǎng)、飛揚(yáng)物理網(wǎng)、基礎(chǔ)教育資源網(wǎng)等),讓學(xué)生利用課外時(shí)間上網(wǎng)查詢資料,開拓視野。 方式三(通過(guò)小實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出問(wèn)題):參照人民教育出版社《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理(九年級(jí))》,通過(guò)觀察或動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)卡片中的“造‘船’比賽”、“觀察按入水中的空飲料罐,體會(huì)飲料罐所受浮力及其變化和水面高度的變化”等小實(shí)驗(yàn),引出探究的問(wèn)題。
(2)猜想與假設(shè)在上述產(chǎn)生問(wèn)題的過(guò)程中,已營(yíng)造出了熱烈的課堂學(xué)習(xí)氣氛,學(xué)生們自然會(huì)根據(jù)以往學(xué)過(guò)的知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)、所見所聞進(jìn)行大膽猜測(cè),議論。學(xué)生可能會(huì)提出:“浮力大小可能和物質(zhì)密度大小有關(guān)”、“浮力大小可能和物體體積大小有關(guān)”、“浮力大小可能和浸入液體深度有關(guān)”、“浮力大小可能和液體密度大小有關(guān)”、“浮力大小可能和物體的形狀有關(guān)”等等。
各小組通過(guò)討論、整理小組成員的意見,教師再把各組學(xué)生的各種猜測(cè)和假設(shè)逐一歸納。除了那些有明顯錯(cuò)誤和胡亂猜測(cè)的結(jié)論予以剔除外,對(duì)其它的猜測(cè)暫不作評(píng)判,留待學(xué)生在下一步探究活動(dòng)中自己去“去偽存真”,那時(shí)教師再水到渠成地作總結(jié)。
(3)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入本環(huán)節(jié)之前,有兩個(gè)問(wèn)題需要教師加以引導(dǎo):一是對(duì)學(xué)生上面猜想中易混淆的因素作辨析,如物體密度與液體密度、物體體積與浸入體積、浸入深度與浸入體積等;二是如果有學(xué)。
教學(xué)目標(biāo): 1、引導(dǎo)幼兒發(fā)現(xiàn)由于地球引力的作用,各種物體在空中會(huì)自由下落。
2、通過(guò)各種操作活動(dòng),使幼兒初步感知不同物體下落速度不同是與物體重力和空氣浮力有關(guān)。 3、嘗試改變物體下落的速度,發(fā)揮幼兒的創(chuàng)造性,培養(yǎng)幼兒動(dòng)手試驗(yàn)和觀察的能力。
教學(xué)準(zhǔn)備: 操作材料: 各種糖紙、羽毛、報(bào)紙、雪花片、球、小沙包、手絹、紙杯輔助材料: 剪刀、透明膠、夾子、雙面膠、泥工、彩帶。 教學(xué)過(guò)程: 1、引導(dǎo)幼兒感知物體自由下落的現(xiàn)象。
(1)師:“今天老師準(zhǔn)備了許多東西,請(qǐng)你們來(lái)玩一玩,把這些玩具往上扔,看看你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么。” (2)幼兒自由操作,教師個(gè)別指導(dǎo)。
(3)你剛才扔的是什么東西?你扔這些東西的時(shí)候有什么感覺(jué)?它落下來(lái)的速度是什么樣的? 2、再一次拋接物體,發(fā)現(xiàn)物體下落速度有快有慢。 (1)啟發(fā)幼兒任意選兩樣玩具同時(shí)拋接,發(fā)現(xiàn)物體下落速度不同。
(2)引導(dǎo)幼兒兩兩相伴,同時(shí)拋接物體,發(fā)現(xiàn)物體下落速度有快有慢。 3、啟發(fā)幼兒探索改變物體下落速度的方法。
(1)師出示兩張相同的紙,啟發(fā)幼兒能讓我們以不同的速度落下來(lái)。 (2)幼兒嘗試探索:如將紙折成飛機(jī)就扔得高些,落下來(lái)也快些。
夾子夾住羽毛使羽毛落得快。 4、為什么物體都會(huì)往下落? 師:“扔上去的物體為什么會(huì)落下來(lái)呢?”(是由于地球的引力。)
5、小結(jié):今天我們做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),知道物體由于地球的引力扔上去以后都會(huì)下落。輕而大的物體扔不高,落下來(lái)也慢;重而小的物體扔的高,落下來(lái)也快,通過(guò)改變,也會(huì)改變它的速度。
6、組織幼兒觀看人在太空中的錄象。 7、活動(dòng)總結(jié)。
浮力:1、浮力產(chǎn)生的原因:物體受到液體或氣體對(duì)其向上與向下的壓力差產(chǎn)生的2、阿基米德原理 ① 內(nèi)容:浸在液體或氣體中的物體要受到液體或氣體對(duì)它豎直向上的浮力,浮力的大小等于物體排開液體或氣體的重 ② 公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排 理解:(1)浮力的大小只與物體所排開液體的體積及液體的密度有關(guān),而與物體所在的深度無(wú)關(guān)。
(2)如果物體只有一部分浸在液體中,它所受的浮力的大小也等于被物體排開的液體的重量。(3)阿基米德定律不僅適用于液體,也適用于氣體。
物體在氣體中所受到的浮力大小,等于被物體排開的氣體的重量。 3、物體的浮沉條件:上?。篎浮>G; 懸?。篎浮=G; 下沉:F浮<G,理解:研究物體的浮沉?xí)r,物體應(yīng)浸沒(méi)于液體中(V排=V物),然后比較此時(shí)物體受到的浮力與重力的關(guān)系。
如果被研究的物體的平均密度可以知道,則物體的浮沉條件可變成以下形式,①ρ物ρ液,下沉4、物體浮沉條件的應(yīng)用:潛水艇是通過(guò)改變自身的重來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的;熱氣球是通過(guò)改變自身的體積來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的;密度計(jì)的工作原理是物體的漂浮條件,其刻度特點(diǎn)是上小下大,上疏下密;用硫酸銅溶液測(cè)血液的密度的原理是懸浮條件,5、有關(guān)浮力問(wèn)題的解題思路:浮力問(wèn)題是力學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。解決浮力問(wèn)題時(shí),要按照下列步驟進(jìn)行:(1)確定研究對(duì)象。
一般情況下選擇浸在液體中的物體為研究對(duì)象。(2)分析物體受到的外力。
主要是重力G(mg或ρ物gV物)、浮力F?。é岩篻V排)、拉力、支持力、壓力等。(3)判定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
明確物體上浮、下沉、懸浮、漂浮等。(4)寫出各力的關(guān)系方程和由題目給出的輔助方程。
如體積間的關(guān)系,質(zhì)量密度之間的關(guān)系等。(5)將上述方程聯(lián)立求解。
通常情況下,浮力問(wèn)題用方程組解較為簡(jiǎn)便。6)對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析討論。
引:用阿基米德定律測(cè)密度:(1)測(cè)固體密度:稱出物體在空氣中的重量,而后把物體完全浸在水中,稱出物體在水中的重量,兩次重量之差便是物體在水中所受浮力,根據(jù)阿基米德定律便可算出物體的密度。(2)測(cè)液體密度,稱出某一物體在空氣中的重量、在水中的重量及被測(cè)液體中的重量。
根據(jù)物體在水中重量與在空氣中重量之差用阿基米德定律可算出物體的體積即排開被測(cè)液體的體積,根據(jù)物體在空氣中的重量與在被測(cè)液體中的重量之差可以知道物體所排開的被測(cè)液體的重量,于是便可算出液體的密度。
浮力和壓強(qiáng)的所有公式F浮=P液gv排 F浮=G-F拉 F浮=F上-F下 平衡法:F浮=G物 漂浮時(shí):P物/P液=V侵入體積/總體積 壓強(qiáng):P=pgh P=F/S怎樣做好物理浮力題無(wú)論是初學(xué)“浮力”,還是中考復(fù)習(xí),都感到這部分內(nèi)容越學(xué)問(wèn)題越多,題目越做越難。
經(jīng)常在中考臨近時(shí)還有很多好同學(xué)從各種渠道拿一些“浮力”習(xí)題來(lái)請(qǐng)我解答。對(duì)于該現(xiàn)象,我從兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)明。
首先,浮力問(wèn)題是在力、密度、壓強(qiáng)學(xué)習(xí)之后才引入的。大家都知道,這三個(gè)內(nèi)容本身就在中考知識(shí)點(diǎn)中具有舉足輕重的位置,因此,學(xué)浮力有一定的難度就不足怪了。
另一方面,由于學(xué)生并不知道中考的要求,所以感到難學(xué)就拼命解題。尤其是一些教師也認(rèn)為題目越難越有成效,中考把握越大,不惜把一些超綱題、競(jìng)賽題也大量地給學(xué)生演練,弄得師生都不堪重負(fù),這種高成本(指付出的不必要的精力和時(shí)間)的學(xué)習(xí)方法是不可取的。
我認(rèn)為從以下幾個(gè)方面去學(xué)好“浮力”是否更好些呢? 一、學(xué)好浮力的關(guān)鍵是把力、二力平衡、密度和壓強(qiáng)的知識(shí)理解透徹 因?yàn)楦×?shí)際上是上述知識(shí)的一個(gè)應(yīng)用。或者說(shuō)是在掌握上述知識(shí)的基礎(chǔ)上,來(lái)分析解決一些簡(jiǎn)單的生活和生產(chǎn)中的問(wèn)題。
其難度大、題型多就成為必然。 例:如圖,同一物體分別浸在不同的兩液體中,受到浮力分別為F1和F2;物體底面受到兩液體的壓力分別為F1'和F2',壓強(qiáng)分別為P1和P2,液體密度為ρ1和ρ2,則:F1F2,F1'F2',P1P2,ρ1ρ2(皆填)這里若立即用浮力的幾個(gè)關(guān)系式去計(jì)算,實(shí)際上是不必要的,也十分困難。
但若冷靜地看到,物體在A、B容器中,都處于二力平衡狀態(tài)(漂浮和懸浮的特例),則立即可知F1=G物,F(xiàn)2=G2物,因此F1=F2;其次,聯(lián)想到浮力是液體向上托住物體的力,該力本質(zhì)上就是浮力,即F1和F1',F2和F2'是同一個(gè)力,當(dāng)然有F1'= F 2'。根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系P=FS,因?yàn)橥矬w底面積相同,壓力相同,因此P1=P2。
最后,可根據(jù)F1=F2有ρ1gV1=ρ2 g V 2牞因?yàn)閂1ρ2。 二、注意浮力問(wèn)題中二力不平衡和三力平衡的問(wèn)題 一般來(lái)說(shuō),初中物理三力平衡的問(wèn)題較少,目前正式出現(xiàn)在教材考綱上的為彈簧秤問(wèn)題,對(duì)于這類題,一定要學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的受力分析,但不可任意去拓展。
例:2003 年上海中考卷有一浮力題為:體積為1*10 -3米3的物體浸沒(méi)在水中,物體受到浮力為 牛,若物體受到的浮力重力的合力為20牛,則物體的重力為牛。對(duì)于第一空,很容易用阿基米德原理F浮=ρ液gV排,代入數(shù)據(jù)計(jì)算出浮力為9.8牛,但第二空,重力G與浮力方向正好相反,只有G>F浮,才有 G - F 浮=20 牛,因此 G= F 浮+20 牛=29.8 牛三、浮力變化題首先注意因密度或排開液體體積的變化導(dǎo)致浮力變化。
例如:某潛水艇從東海潛入長(zhǎng)江,浮力是否變化?有的同學(xué)認(rèn)為潛水艇處于懸浮態(tài),故浮力不變,這顯然是錯(cuò)誤的,應(yīng)該注意到V排不變,液體密度變小,故浮力變小。 其次注意把物體放入盛有或盛滿某液體的容器中,受到浮力問(wèn)題是要十分當(dāng)心的。
因?yàn)槭⒂斜仨毧紤]盛滿和未滿兩種情況。 例:某物重10牛,輕輕放入盛有水的容器中,溢出2牛的水,求物體所受浮力的大??? 本題若輕易地認(rèn)為F浮=G排水,就會(huì)立即得到F浮=2牛,但這僅僅是在盛滿水的情況下的答案。
若仔細(xì)分析“盛有”,要考慮到未滿時(shí),應(yīng)在放物體后水位上升,先滿再溢出,則浮力應(yīng)大于2牛,而物體若最后漂浮或懸浮所受浮力最大,F(xiàn)浮= G=10 牛,故答案為10?!軫浮≥2牛。四、實(shí)際生活生產(chǎn)中的問(wèn)題和綜合題浮體問(wèn)題例如:某船體截面可視為5000 米2的矩形,在長(zhǎng)江中裝貨后船體下沉了6米,問(wèn)裝貨為多少噸?該題應(yīng)考慮貨在船中卻浮在水上,因此G貨=F浮=G排水,所以G排水=G貨,即M貨G=M水G,M貨=ρ水V排=ρ水hs=1000 千克/米3,且空氣、氦氣、氫氣的密度分別為:1.29 千克/米3,0.18 千克/米3,0.09 千克/米3,求該球分別充入空氣、氦氣、氫氣后,所受浮力為多大? 該題只需計(jì)算出在空氣中受到的浮力即可,因充三種氣體浮力都一樣。
答案是:F浮=ρ液gV排=1.29 千克/米3*9.8 牛/千克*10 米3=126.42 牛總之,不要盲目做題,特別不要做大量難題,因?yàn)楦×Σ⒎侵锌贾幸筝^高的知識(shí)點(diǎn)。搞清楚浮力的產(chǎn)生原因是由于浸在液體中的物體上下表面受的壓強(qiáng)不同造成的。
也就是說(shuō)直接原因是液體壓強(qiáng)跟深度有關(guān)。 希望對(duì)你有幫助??!。
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