淺談浮力初中複習的困境和解決辦法
摘 要:學習好浮力的內容有益於啓迪學生的物理思維,同時能有效地培養學生的實驗探究能力、計算能力、分析能力、綜合能力。談了“浮力”內容中考複習的方法。
關鍵詞:物理;浮力;計算方法;應用
“浮力”的教學內容對於初中學生而言是難度較大的一節,如何提高教學質量,尋求對策,提高“浮力”內容的教學效果,擺在了我們每一位物理教學工作者的面前。本人根據自己的教學情況及參閱有關資料,針對中考物理總複習情況,提出以下複習方法。
一、由壓力和液體壓強的知識引入浮力產生的根本原因和浮力的定義,讓學生準確把握浮力產生的來龍去脈
例:邊長5釐米的正方體,浸沒在水中,上表面距水面10釐米處,正方體上表面和下表面受到的壓力差是多少?方向向上還是向下?
解析:正方體下表面受到水的壓強大於上表面受到水壓強。這是因爲,上表面距水面的深度小於下表面距水面的深度,又因正方體上下表面的面積相等。因此,下表面受到水的豎直向上的壓力大於上表面受到水的豎直向下的壓力,即F合=F下-F上,其合力是豎直向上的。
思考:長方體前後、左右四個側面是否也受到液體的壓力?左右兩側、前後兩側是否也會出現壓力差?答案是:正方體浸沒在水中,其左右兩個側面和前後兩個側面的面積分別相等,並且相對應的部位距水面的深度相同,水對它們的壓強相等。所以立方體左右兩個側面和前後兩個側面受到水的壓力的大小分別相等,方向分別相反。
F合=0
結論:浮力產生的根本原因就是液體(氣體)對物體向上和向下的壓力差。
F浮(方向總是豎直向上)=F下(方向向上)-F上(方向向下)
實質:下表面的壓力大於上表面的壓力,浮力是上下表面的壓力差。
延伸:若物體沒有全部浸沒呢?物體沒有受到向下的壓力,即F浮=F下。
可見,浮力應該定義爲:浸在液體(氣體)裏的物體受到液體的向上託的力叫浮力。
二、透過對比,得出物體受到浮力的.條件,避免盲目套用公式
兩個正方體物塊A、B分別與容器底部和側壁緊密接觸(即容器壁與物體間無液體),往容器中倒水,則A物塊受浮力,B物塊不受浮力。
分析:當物體與容器底部緊密接觸時,兩個接觸面間就沒有液體滲入,物體的下表面不再受液體對它向上的壓強,液體對它就失去了向上託的力,浮力當然隨之消失了。水對臘塊B的底部沒有向上的壓力,由壓力差法知臘塊B沒有受到向上的浮力。同樣的道理,水裏的橋墩因爲水對橋墩的底部沒有向上的壓力,由壓力差法知橋墩沒有受到向上的浮力。潛水艇陷進泥沙中很難浮起,也是這個道理。
由此可見,物體受到浮力的條件是:下表面受到的液體(氣體)的壓力不能爲0(物體與容器底部不能緊密接觸)。
三、歸納浮力的計算方法,讓學生牢記
1.稱量法:F浮=G-F(用彈簧測力計測浮力)
2.壓力差法:F浮=F下-F上(用浮力產生的原因求浮力)。
3.F浮=G排或F浮=ρ液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物體排開液體的質量或體積時常用)
4.漂浮、懸浮的條件:F浮=G物(二力平衡求浮力)
四、列舉出物體浮沉的條件,理解決定物體浮沉的根本原因
下沉 懸浮 上浮 漂浮
F浮G物 F浮=G物
ρ液<ρ物>ρ物 ρ液>ρ物
五、讓學生透過討論得出浮力的應用,注重理論聯繫實際
1.輪船的工作原理
要使密度大於水的材料製成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,使它能夠排開更多的水。排水量:輪船滿載時排開水的質量。單位t,由排水量m排可計算出排開液體的體積V排;排開液體的重力G排=m排g;輪船受到的浮力F浮=m排g,輪船和貨物共重G=m排g。
2.潛水艇的工作原理
潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。
六、對典型習題進行分類,提高習題教學的效率
1.利用浮力的計算方法①求F浮和G或F
例⒈利用彈簧測力計測浮力,把一個受重力爲15 N的物體浸沒在水中,彈簧測力計的示數爲5 N,物體受到的浮力爲__N。
2.利用浮力的計算方法②求F浮、F上或F下
例2.某長方體高20 cm,底面積50 cm2,將它浸在水中,它的上表面距水面10 cm,上表面受到的壓強是__Pa,受到的壓力是__N;下表面受到的壓強是__Pa,受到的壓力是__N;此物體受到的浮力是__N。(g=10 N/kg)
3.利用方法③求F浮、ρ液或V排
例3.物體所受的重力爲5 N,體積,當它浸沒在水中時爲5×10-4 m3,所受的浮力爲__N,浮力和重力的合力爲__N,方向__。
4.綜合運用方法①和方法③求物體的密度或液體的密度
例4.在彈簧秤下掛一個密度爲3×103kg/m3的物體,當物體浸沒水中時,彈簧秤示數是98 N,當物體浸沒在另一種液體中時,彈簧秤示數是58.8 N,求這種液體的密度是_________kg/m3。
以上是我在初中物理中考總複習的過程中,關於“浮力”這節內容複習的一點教學經驗,提出來供同行們批評指正。
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