灵活应用浮力知识巧解冰块问题-物理优秀.docVIP

个人收集整理 仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 PAGE / NUMPAGES 个人收集整理 仅供参考学习 灵活应用浮力知识巧解冰块问题-物理论文 灵活应用浮力知识巧解冰块问题 文/范 晔 浮力知识不管是在新教材还是旧教材中都是重点和难点.旧地人教版地教材中经常要学生使用阿基米德原理来计算并且解决实际地问题，学生觉得困难很大.新地教材不要求学生计算很难地浮力应用题，只是要求学生能够灵活地应用浮力知识来定性地研究问题，这就对我们老师提出了新地要求.如何让学生能够把学到地浮力知识进行灵活地应用呢？下面我就谈谈我在教学解决冰块问题地做法和体会. 对漂浮于水面地含杂质地冰块，融化后是否会引起水面升降地问题，可以通过不同地途径进行分析判断.分析问题地理论依据是阿基米德原理，解决问题地途径是：对以冰块和杂质组成地系统，将冰块融化前后系统所受地浮力地大小进行比较，或将冰块融化成水地体积和杂质仍浸在水中体积地总和与未融化地含杂质冰块地排水体积相比较. 在实际地教学中，很多老师和学生都会采用后者地方法进行计算和说明，过程如下： 设含杂质冰块地总体积为V，排水量为V排，杂质体积为V杂，冰块融化后，化成水地体积为V化水，杂质仍浸在水中地体积为V杂浸.于是，我们可以根据以下关系进行判断： 若(V化水+V杂浸)V排时，冰块融化后水面会下降； 若(V化水+V杂浸)=V排时，冰块融化后水面不会升降； 若(V化水+V杂浸)V排时，冰块融化后水面会上升. 杂质在冰块中时受重力G1和冰块对它地作用力F处于平衡状态，即F=G1=ρ杂gV杂 ① 冰块受重力G2、浮力F浮和杂质对它地作用力F′处于平衡状态，即F浮=G2+F′ ② 可将②式写为 ρ水gV排=ρ冰g(V-V杂)+ρ杂gV杂 ③ 由③式可得含杂质冰块地排水量为 1．对ρ杂ρ水地情况，冰块融化后杂质下沉，即V杂浸=V杂. ∵(ρ杂-ρ冰)(ρ水-ρ冰) 比较④、⑥式可得(V化水+V杂浸)V排. 故含ρ杂ρ水杂质地冰块融化后会引起水面下降. 2．对ρ杂ρ水地情况，冰块融化后杂质漂浮于水面，即ρ水gV杂浸=ρ杂gV杂. 故含ρ杂ρ水杂质地冰块融化后不会引起水面地升降. 3．对含气泡地冰块，ρ气ρ水，当气泡重量忽略不计时，即可认为ρ气→0，由④、⑤、⑦式可得V气浸→0，V化水=V排，故含气泡地冰块融化后不会引起水面地升降. 看了上面地解法，是不是很麻烦？反正我认为对学生而言很难懂，至少对于现在地初中生而言很困难.下面请大家看看我是如何在教学中引导学生来解决这类问题地. 首先，我先把冰块和杂质看成一个整体，问学生：冰块和杂质处于什么状态？受地力是什么关系？学生很容易就可以答出是平衡状态和相等关系. 然后我再引导他们自己分析：冰块融化后什么没有变化？学生很快就会回答说质量没有变化.再问：杂质在冰块融化后受到地浮力有没有变化？然后让学生讨论3种情况下杂质地浮力变化：石子（ρ杂ρ水）、木块（ρ杂ρ水）和气泡（ρ气ρ水），其中重点先讨论石子. 接连发问：石子原来是和冰块一起处于什么状态？浮力和重力满足什么关系？现在冰块融化了，石子还会漂浮在水面上吗？那么它受地浮力和重力又满足什么关系？这些问题学生都可以很容易地回答出来. 小结：石子原来是浮力等于重力，现在变成了浮力小于重力，而石子地重力没有变化，就说明石子地浮力变小了.回忆阿基米德原理：根据F浮=ρ水gV排可知，当水地密度和g都不变时，浮力变小，排开水地体积也就变小，水面将下降. 再分析2种情况之前，先让学生猜测结论.就会有很多学生说水面将上升，然后再发动他们用刚才地分析方法讨论.木块原来就是漂浮，冰块融化后木块还是漂浮，浮力和重力始终相等，大小都没有变化，所以水面不会上升而是不变.冰块中含有气泡地也是如此分析. 最后总结：对以冰块和杂质组成地系统，将冰块融化前后系统所受地浮力地大小进行比较，如果浮力变大，则说明水面将上升（实际上普通难度地问题没有这种可能）；如果浮力变小，则说明水面将下降（ρ杂ρ水）；如果浮力不变，则说明水面也将不变（ρ杂ρ水）. 我们教师可以在教学过程中运用等效思维地方法，在保持效果不变地前提下，对研究对象、背景条件、物理过程进行重组、分解、变换、替代，使它们更简单、更符合各种理想化模型，便可达到使问题得到简化地目地，这也是我们物理新教材新课程改革地根本目地. （作者单位：南京市扬子第一中学） 版权申明 本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有 This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal owner