巧用实验，突破浮力教学难点

巧用实验，突破浮力教学难点

王立平

山东省淄博市张店区实验中学255000

摘要：综合利用浮力知识分析解决不同情况下浮力的大小关系或浮力的变化问题，是同学们学习浮力的难点。本文通过学生课下做“游走的鸡蛋”小实验，使学生对浮力问题有了直观感性认识，课堂上再辅以理性的理论分析、逻辑推理，学生分析解决浮力问题时准确率明显提升。

关键词：浮力实验迁移

浮力是初中物理教学的重点内容，其中综合利用浮力知识分析解决不同情况下浮力的大小关系或浮力的变化问题，是同学们学习浮力的难点。分析浮力问题的方法主要有两种：原理法和浮沉法。当然，也会有两种方法综合运用的情形。举三例予以说明：

例1：三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里，如图所示，以下说法正确的是（）。

A．A球所受的浮力最小

B．A球所受的浮力最大

C．C球所受的浮力最大

D．C球所受的浮力最小

答案：A。

解析：本题中ρ液相同，V排不同，只有一个变量，故应用原理法分析。体积相等的三个球浸入水中，由图可以看出，A排开水的体积最小，根据F浮=ρ液gV排可知，A受到浮力最小；BC所受浮力相等，最大的可以是B和C。

错解：D。

分析：误用浮沉法分析。A漂浮，F浮A=GA;B悬浮，F浮B=GB;C下沉，F浮C<GC，误认为三球质量相等而错选了D。

例2：如图所示，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，它们所受到的浮力分别为F甲和F乙，则F甲F乙（选填“＜”、“=”或“＞”）。

答案：=。

解析：本题中ρ液和V排均不同，有两个变量，故应用浮沉法分析。同一支密度计在两种不同的液体中，均处于漂浮状态，F甲=G，F乙=G，即F甲=F乙。

错解：>。

分析：误用原理法分析。误认为是同种液体，由图可以看出，V排甲>V排乙，根据F浮=ρ液gV排得出F甲>F乙。同理，轮船从海里驶入河里，始终处于漂浮状态，受到的浮力始终等于它受到的重力。因为轮船的重力不变，所以浮力不变，又因为河水的密度小于海水的密度，根据F浮=ρ液gV排可得，F浮不变，ρ液变小，所以V排变大，轮船要下沉一些。

例3：体积相同的Ａ、Ｂ两个物体浸在某种液体中，静止时如图所示，比较两个物体的质量的大小，应为：（）。

Ａ.Ａ比Ｂ的质量大

Ｂ.Ａ比Ｂ的质量小

Ｃ.Ａ、Ｂ的质量一样大

Ｄ.若其中有空心的，就无法判断

答案：B。

解析：本题需综合运用原理法和浮沉法分析。体积相同的Ａ、Ｂ两个物体浸在某种液体中，即ρ液相同，由图知，V排不同，先用原理法F浮=ρ液gV排，ρ液相同,因为B的V排大，故FA<FB；又因为Ａ漂浮，Ｂ悬浮，再用浮沉法，FB=GA,FB=GB，FA<FB,所以GA<GB即mA<mB。

错解：A或C。

分析：当两种方法综合运用分析浮力问题时，不能很好地理清每种方法的适用情形，出现思路混乱，得不出正确结论。

由以上三个题目可以看出，浮力问题呈现方式多样，解决方法灵活，加之浮力问题在学生脑海中没有清晰的感性认识，分析浮力问题基本靠逻辑推理，导致逻辑推理能力欠缺的学生在浮力问题上，出现方法乱用混用的情形，得不出正确的结论。

为了帮助学生解决浮力问题，在复习浮力知识时，我安排学生在课下利用家中的透明水杯、鸡蛋、水和食盐，做一个小实验。实验过程如下：在烧杯中盛有适量的水，取一枚鸡蛋放入水中，鸡蛋下沉至杯底，在烧杯中逐渐加入少量食盐并不断搅拌，观察鸡蛋在液体中位置的变化。为了让每个学生都有切身体验，为了激发学生实验的兴趣，我给这个实验取了个有趣的名字——游走的鸡蛋。

在课下同学们做过实验的基础上，课堂上我再次演示这个实验，并结合鸡蛋在不同时刻所处的不同的运动状态，对鸡蛋进行受力分析，从力和运动关系的角度，分析浮力的变化，既让学生明晰了浮力的变化原因，也加深了学生对力和运动关系的理解。

通过实验，同学们都清晰地看到了如下现象：

对实验现象有了深刻的感官认识后，我再引导学生对实验现象进行理论分析,设鸡蛋重力为G，在液体中所受到的浮力依次为FA，FB，FC，FD，FE：

由A到B，ρ液变大，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，FA<FB。

由B到C，ρ液继续变大，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，FB<FC。

由C到D，ρ液继续变大，V排变小，出现两个变量，这时不能用原理法F浮=ρ液gV排来分析浮力的变化，应转而考虑用浮沉法分析：C中鸡蛋处于悬浮状态（静止），FC=G，D中鸡蛋处于漂浮状态（静止），FD=G，由此可知，FC=FD。

由D到E，ρ液继续变大，V排继续变小，出现两个变量，考虑用浮沉法分析：D中鸡蛋处于漂浮状态，FD=G，E中鸡蛋也处于漂浮状态，FE=G，由此可知，FD=FE。

有了对实验现象的感性认识做基础，再加上以上的理论分析，学生对浮力问题都有了清晰的认识，再引导学生迁移：密度计测量液体的密度问题以及轮船从海里到河里的问题，都可以从以上实验中找到原型，即D、E两图。

通过以上实验及迁移，也让学生进一步认识到，分析浮力问题主要就是两种方法，即原理法和浮沉法，非此即彼。分析浮力问题时，如果不能准确找到解决这个问题的方法时，可先选用其中一种方法去尝试，如果不能得出结论，再考虑用另外一种方法分析，切忌将两种方法搅到一起分析，这样思路就乱了，更加得不出正确的结论。