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摘 要:浮力问题是初中物理教材的重点难点,通过下面方法拓展探究,可以激发学生的学习兴趣,增强学生的分析归纳及解决问题能力的提升。
关键词:解决;浮力问题方法;拓展探究
浮力问题是初中物理教材重点难点,综合能力强,同时也是中考的热点难点,学生不易理解和掌握,得分率较低。为拓展学生的知识面,培养学生解决问题能力,学生常掌握的方法;称重法,压力差法,阿基米德原理,平衡法求浮力,本人将这些方法延伸拓展,与大家共勉。
一平衡法拓展探究
物体处于漂浮和悬浮时;F浮=G二者区别漂浮V排<V物悬浮V排=V物
例1;冰块漂浮在不同的液面,若冰完全熔化,液面是怎样变化?(上升、下降、不变)。如图1
剖析;比较冰块排开水的体积V排和冰块 (图一)
完全熔化成水后的体积V后 的大小。
(1)若液体为水,
液面是怎样变化?
∵冰块处于漂浮,∴F浮 =G冰 又∵F浮 =ρ水gV排 G冰=m冰g
∴ V排=m冰/ρ水①冰完全熔化水積后的体积V后=m水/ρ水②
∵m冰=m水③ ∴V排=V后 故变水面不变。
拓展;(2)若液体密度大于水的密度(如盐水)(ρ液 >ρ水 )。
同理; V排 =m冰/ρ液 V后 =m水/ρ水 m冰=m水 ∴ V排 <V后
故液面上升。继续拓展;(3)若液体的密度小于水的密度且大于冰的密度(ρ冰 <ρ液<ρ水)。 同理 V排 =m冰/ρ液 V后 =m水/ρ水 m冰=m水 ∴ V排 >V后 故液面下降。
二 称重法求浮力与数学平面坐标系问题拓展探究
例;如图2实心圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入装有水的杯子,杯子很高,已知杯子底面积为100cm2
此时圆柱体浸入水中的图像,纵坐标表示
弹簧测力计的示数,横坐标表示浸入水中
的深度。(g=10N/Kg) 图2
1.求物体完全浸没水中受到的浮力及
一半浸入水中受到的浮力。
2.画 F浮—h的图像。
3.求出圆柱体的密度。
4.物体完全浸入水中, 问水对容器底的压强增大了多少。
解析: A点 F读=G物 B点物体刚好浸没水中,∴AB段物体浸入水中
F读 减小 F浮增大。又∵BC段物体完全浸入水中F读最小,
∴F浮最大且不变。
1.A点 G物=12N B点物体完全浸入水中 F读=4N ,∴ F浮=G-F读=12N-4N=8N 。 若物体一半浸入水中受到的浮力 F=1/2F浮=4N 。
2.
3.物体的质量:m物=G物/g=12N/10(N/kg)=1.2Kg
F浮=ρ水gV排 ∵浸没 ∴V排=V物
∴V物=V排=F浮/ρ水g=8N/(1×103kg/m3×10N/Kg)=0.810-3m3
∴ ρ物=m物/V物=1.2Kg/0.8×10-3m3=1.5×103 kg/m3 。
4.圆柱体的体积等于水面上升的体积 即 V物=S?h
∴ ?h=V物/s=0.8×10-3m3/100×10-4m2=0.08m
∴ ?P=ρ水?gh=1×103kg/m3×10N/Kg×0.08m=800Pa
点拨:(1)图像中的特殊点A和B进行分析,然后采用称重法求F浮,即:F浮=G=F读及阿基米德原理F浮 =ρ液gV排理解。
(2)利用F读—h的关系导出F浮—h的关系的图像,培养学生识图能力和作图能力。
(3)利用题干的要求求物体密度及压强等综合问题,有利于培养学生分析推理归纳的能力。
通过上述方法的拓展探究,以浮力知识为载体,贯穿整个初中物理力学的有关计算,注重各章节及数学中图像内容衔接,提升学生解决综合问题的能力;同时结合生活事例,把物理教学内容生活化,让学生接触社会生活,丰富和充实物理知识,引导学生多思维、多分析、多推理、多总结,将复杂问题简单化,激发学习物理兴趣,体现从生活走向物理,再从物理走向社会的新理念。
参考文献 :
( 试题研究)
关键词:解决;浮力问题方法;拓展探究
浮力问题是初中物理教材重点难点,综合能力强,同时也是中考的热点难点,学生不易理解和掌握,得分率较低。为拓展学生的知识面,培养学生解决问题能力,学生常掌握的方法;称重法,压力差法,阿基米德原理,平衡法求浮力,本人将这些方法延伸拓展,与大家共勉。
一平衡法拓展探究
物体处于漂浮和悬浮时;F浮=G二者区别漂浮V排<V物悬浮V排=V物
例1;冰块漂浮在不同的液面,若冰完全熔化,液面是怎样变化?(上升、下降、不变)。如图1
剖析;比较冰块排开水的体积V排和冰块 (图一)
完全熔化成水后的体积V后 的大小。
(1)若液体为水,
液面是怎样变化?
∵冰块处于漂浮,∴F浮 =G冰 又∵F浮 =ρ水gV排 G冰=m冰g
∴ V排=m冰/ρ水①冰完全熔化水積后的体积V后=m水/ρ水②
∵m冰=m水③ ∴V排=V后 故变水面不变。
拓展;(2)若液体密度大于水的密度(如盐水)(ρ液 >ρ水 )。
同理; V排 =m冰/ρ液 V后 =m水/ρ水 m冰=m水 ∴ V排 <V后
故液面上升。继续拓展;(3)若液体的密度小于水的密度且大于冰的密度(ρ冰 <ρ液<ρ水)。 同理 V排 =m冰/ρ液 V后 =m水/ρ水 m冰=m水 ∴ V排 >V后 故液面下降。
二 称重法求浮力与数学平面坐标系问题拓展探究
例;如图2实心圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入装有水的杯子,杯子很高,已知杯子底面积为100cm2
此时圆柱体浸入水中的图像,纵坐标表示
弹簧测力计的示数,横坐标表示浸入水中
的深度。(g=10N/Kg) 图2
1.求物体完全浸没水中受到的浮力及
一半浸入水中受到的浮力。
2.画 F浮—h的图像。
3.求出圆柱体的密度。
4.物体完全浸入水中, 问水对容器底的压强增大了多少。
解析: A点 F读=G物 B点物体刚好浸没水中,∴AB段物体浸入水中
F读 减小 F浮增大。又∵BC段物体完全浸入水中F读最小,
∴F浮最大且不变。
1.A点 G物=12N B点物体完全浸入水中 F读=4N ,∴ F浮=G-F读=12N-4N=8N 。 若物体一半浸入水中受到的浮力 F=1/2F浮=4N 。
2.
3.物体的质量:m物=G物/g=12N/10(N/kg)=1.2Kg
F浮=ρ水gV排 ∵浸没 ∴V排=V物
∴V物=V排=F浮/ρ水g=8N/(1×103kg/m3×10N/Kg)=0.810-3m3
∴ ρ物=m物/V物=1.2Kg/0.8×10-3m3=1.5×103 kg/m3 。
4.圆柱体的体积等于水面上升的体积 即 V物=S?h
∴ ?h=V物/s=0.8×10-3m3/100×10-4m2=0.08m
∴ ?P=ρ水?gh=1×103kg/m3×10N/Kg×0.08m=800Pa
点拨:(1)图像中的特殊点A和B进行分析,然后采用称重法求F浮,即:F浮=G=F读及阿基米德原理F浮 =ρ液gV排理解。
(2)利用F读—h的关系导出F浮—h的关系的图像,培养学生识图能力和作图能力。
(3)利用题干的要求求物体密度及压强等综合问题,有利于培养学生分析推理归纳的能力。
通过上述方法的拓展探究,以浮力知识为载体,贯穿整个初中物理力学的有关计算,注重各章节及数学中图像内容衔接,提升学生解决综合问题的能力;同时结合生活事例,把物理教学内容生活化,让学生接触社会生活,丰富和充实物理知识,引导学生多思维、多分析、多推理、多总结,将复杂问题简单化,激发学习物理兴趣,体现从生活走向物理,再从物理走向社会的新理念。
参考文献 :
( 试题研究)