浅析物理中考类型题比较浮力大小

摘要 【摘要】摘要:浮力是初中物理力学中非常重要的章节,也是学生学习感觉比较困难的一章,历年中考都占有较大比重,其中浮力大小的比较恰好是中考常见一种类型题,学生在解题中因思路不清,方法不当常出错。
DOI
作者高子齐
出处《教学与研究》2023年第3期
出版日期2023-06-12(首次上网日期,不代表论文的发表时间)
  • 文章正文

浅析物理中考类型题比较浮力大小

眉山天府新区高家初级中学  高子齐

摘要:浮力是初中物理力学中非常重要的章节,也是学生学习感觉比较困难的一章,历年中考都占有较大比重,其中浮力大小的比较恰好是中考常见一种类型题,学生在解题中因思路不清,方法不当常出错。

关键词:阿基米德原理,物体浮沉条件,浮力大小比较

浮力是指物体在液体或气体中受到液体或气体向上的力。初中物理根据阿基米德原理,知道影响浮力大小因素与物体排开液体(气体)的体积和液体(气体)的密度有关。物体在液体中比较浮力大小时一般只需要考虑液体的密度、被排开液体的体积两个因素以及结合物体在不同液体中浮沉条件来比较浮力的大小,但学生在解题中往往不知道该用阿基米德定律来比较还是用物体浮沉条件来比较,所以常常导致解题错误。如例1:大石块与小木头同时放在水里,石块下沉而木头上浮,请问石块与木头谁受到的浮力大;例2:相同质量实心石块与实心木块放入水中石块下沉木块上浮谁受到的浮力大?例3:同一个物体在甲液体中下沉,在乙液体中上浮,比较物体在甲乙液体中的浮力大小;甲乙液体密度大小?例4:如图:

甲乙丙都是实心小球,甲乙质量相等,乙丙体积相同,比较甲乙丙三个小球受到浮力大小?诸如此类题,学习成绩中下的学生感觉非常困难,遇到浮力的题都有畏难情绪。下面对此类题做一个浅显的分析,提出在教学上的一些见解。

一、对于此类题学生容易出错原因分析

(一)生活经验导致了错误,如例1:生活经验感知上浮物体浮力大,下沉物体浮力小,所以学生很容易错误判断木块的浮力比石块大。

(二)原有质量密度一节知识不过关,导致错误。如例2:相同质量的石块与木块,石块下沉木块上浮最终漂浮在液面上,学生易主观认为漂在液面上的木块排开液体的体积少,液体密度又是相同,所以木块的浮力就比石块受到的浮力小。在此题中学生忽略了物体质量相同,由于物体密度不同,物体体积不相同,漂在液面上物体排开液体体积与沉底物体排开液体体积是不好直接判断的。

(三)死记阿基米德原理与物体浮沉条件,遇到问题不知道该用什么来解决。如例3:同一物体在甲液体中上浮,最终漂浮,而同一个物体在乙液体中下沉,判断物体在甲乙液体中所受浮力大小以及甲乙液体密度大小,学生拿到题不知道该用阿基米德原理来比较,还是该用物体浮沉条件来比较,往往就认为全部沉没排开液体的体积大,所以得出在乙液体中浮力大的错误结论。

二、应对策略

(一)树立信心,激发兴趣

孔子曾说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。” 所以在学生学习浮力之前通过课外实验,如布置学生制作潜水艇,布置让瓶中浮在水面上乒乒球不借助任工具沉入底部动手小实验,如果有条件还可以带学生去科技馆参观等等以此来激发学生学习浮力的兴趣。

(二)引导学生正确理解阿基米德原理与浮沉条件

1.阿基米德原理内容明确说明物体在液体中所受浮力大小与物体浸入液体的密度和物体排开液体的体积有关,在这儿一定强调是物体排开液体的体积而非物体的体积,当然物体体积和排开液体的体积是有一定关联的,可以通过物体沉底、悬浮、漂浮三种状态找出他们之间的关系。浮力大小与物体自身质量和物体积无关。

2.物体的浮沉决定于物体重力与物体在液体中所受浮力大小,当全浸时浮力大于重力就会上浮,浮力等于重力就会悬浮,浮力小于重力就会下沉。教学中强调物体浮沉是自身受到的浮力与物体本身重力相比较。

(三)理清解题思路

1.用阿基米德原理进行判断比较:首先分析题中液体密度和排开液体的体积大小关系,如果液体密度和排开液体的体积这两个因素中有一个因素相同,另一个能够比较大小则用阿基米德原理去比较浮力大小,如例1中:小木头与大石块他们都处于同一液体中,液体密度相同;而从题中告诉条件也明确小木头排开液体的体积比大石块排开液体的体积小,从而可以从阿基米德原理中得出石块的浮力大于木块的浮力。再如例3中:物体在甲液体中下沉,而在乙液体中上浮,虽可以知道同一物体排开液体体积的大小,但不确定甲乙液体密度大小,所以不能用阿基米德原理进行判定。

2.用物体浮沉条件判定;物体的浮沉条件是指物体全浸在液体中如果浮力大于重力则会上浮最终漂浮,如果浮力小于重力则会下沉,最终静止液体底部,如果浮力等于重力则会悬浮;在实际应用中如果同一物体或质量相同的物体在不同液体中处于不同状态,我们可以抓住质量相同,利用浮力与重力比较判断出浮力的大小。如例3中:同一物体质量相同在甲液体中下沉:根据浮沉条件说明在甲液体下沉则得出GF甲浮;物体在乙液体中上浮,说明GF乙浮,而物体重力相同从而可以判断出物体在甲液体中浮力小于物体在乙液体中受到的浮力。从题中可以看出在使用物体浮沉条件判断时候一般是利用重力相等(质量相同)这个特征,再结合物体浮沉重力与浮力关系进行判断,所以同一物体或质量相同的不同物体,是判定是否用浮沉条件来比较浮力大小的一个特征。

3.两种条件结合判定。

在解题过程中也会出现两种方法结合运用情况,如例4:甲乙两个小球都处于同一液体中,甲乙质量相同,甲球漂浮,乙球下沉,很显然题中虽然甲乙都处于同一液体中,液体密度一样,但甲乙体积未知,从而不能确定排开液体的体积,显然不能用阿基米德定律进行判定。题中甲乙质量相等,符合用浮沉条件判断特征,所以浮沉条件来进行判定。甲球漂浮F甲浮G 乙下沉 F乙浮<G从而得出F甲浮>F乙浮;乙丙体积相同,丙球悬浮,因乙丙排开液体体积相同,液体密度相同,所以用阿基米德定律判定,FF  ,从而得三个小球浮力大小关系。

总结浮力大小比较,当影响浮力两个因素,一个因素相同,另一个因素能比较大小就用阿基米德原理,当同一个物体或相同质量的不同物体,在不同液体所受到浮力大小比较可以考虑采用物体浮沉条件来比较。

总之浮力大小比较激发兴趣是动力,理解阿基米德原理与物体浮沉条件是前题,认真仔细审题是关键,方法运用得当是法宝。

  • 相关文献