二、阿基米德原理?
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,可提問學(xué)生：觀察到了什么?要求學(xué)生回答：彈簧測力計(jì)示數(shù)變小,說明石塊受到了浮力；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)生在浮力問題上經(jīng)常出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤認(rèn)識.
學(xué)生對影響浮力大小的因素可能產(chǎn)生的模糊認(rèn)識主要有以下一些：
(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.
對于這些錯(cuò)誤認(rèn)識,主要靠實(shí)驗(yàn)來糾正,學(xué)生才能印象深刻.下面介紹幾個(gè)簡單的演示實(shí)驗(yàn)：
(1)浮力與物體的密度無關(guān).用彈簧測力計(jì)分別測量體積相同的鐵、鋁圓柱體浸沒在同一液體中受到的浮力,結(jié)果浮力相等.說明浮力的大小與物體的密度無關(guān).
(2)浮力與物體的形狀無關(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的長方體(密度大于水),用彈簧測力計(jì)分別測出它們?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,說明浮力與物體的形狀無關(guān).(3)浮力與物體全部浸入液體后的深度無關(guān).在彈簧測力計(jì)下掛一個(gè)圓柱體,使圓柱體浸沒在液體中不同的深度,彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變,即浮力不變.說明浮力與物體浸在液體中的深度無關(guān).
許多學(xué)生有過在河里、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,即使他們親自做過上述全部浸沒液體中的圓柱體所受浮力與深度無關(guān)的實(shí)驗(yàn),而他們原來從親身體驗(yàn)得來的“越深,浮力越大”仍難改變.可以讓有這種經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生描述他由淺水區(qū)向深水區(qū)走時(shí)對浮力的感受,而后發(fā)動學(xué)生討論他為什么會有這種感受,使學(xué)生明確他在向深水區(qū)走的過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.而全部浸沒液體中的物體在不同深度排開的液體體積相等.經(jīng)過這種討論,學(xué)生的認(rèn)識會更深刻些.
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)會簡明的數(shù)學(xué)公式可以準(zhǔn)確地代替冗長的文字表述,即數(shù)學(xué)語言的重要,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)用已有知識進(jìn)行思考,一步步地來計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生物理思考能力和靈活運(yùn)用知識的能力,并加深對知識的理解.
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=?
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?.