妙用實驗，上亮《物體的浮與沉》

丁奇明

【內(nèi)容摘要】本文通過“雞蛋”為實驗器材貫穿整堂課，妙用實驗突破《物體的浮與沉》重難點的案例。

【關(guān)鍵詞】浮與沉?雞蛋?實驗

《物體的浮與沉》（蘇科版《物理》八年級下冊第十章第5節(jié)內(nèi)容）很貼近學(xué)生的生活，平時也見多了諸如雞蛋沉入水底，空玻璃瓶浮于水面，橡皮泥沉入水底，蠟燭浮于水面等現(xiàn)象，但是沒有更深層次的從力學(xué)角度去思考物體的浮與沉，僅僅是看到了表象，沒有掌握其中的規(guī)律。這節(jié)內(nèi)容可以讓學(xué)生死記硬背掌握好規(guī)律，但是這種機(jī)械的背誦，實際并沒有真正掌握和理解知識，等時間長了就會遺忘。如果能妙用實驗，從生活中常見的實驗現(xiàn)象出發(fā)，通過方法的指導(dǎo)，讓學(xué)生們通過觀察實驗現(xiàn)象，運用“二力平衡”和“力與運動的關(guān)系”知識分析問題，最終得出物理規(guī)律，相信這樣的知識才能被真正地掌握，并且能夠在此過程中獲得成功的喜悅。

一、利用實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

在新課伊始，利用1個雞蛋（課前已將蛋清和蛋黃掏出）和一個裝有水的水槽演示實驗，演示前可先讓學(xué)生對浸沒在水中的雞蛋會“上浮”還是

“下沉”進(jìn)行猜想，根據(jù)以往的經(jīng)驗理所當(dāng)然的回答：“下沉”，然后將這枚特殊的雞蛋浸沒在水中，松手后發(fā)現(xiàn)雞蛋神奇的上浮了，這一現(xiàn)截然不同的現(xiàn)象，會讓學(xué)生產(chǎn)生很多的疑問，帶著“物體的浮與沉是由什么因素決定的”這一疑問進(jìn)入到《物體的浮與沉》的課堂中，并且想揭開“雞蛋為什么會上浮”這一神秘的面紗。利用雞蛋這種常見的物品進(jìn)行演示，并且看到了與自己固有認(rèn)識截然不同的現(xiàn)象來創(chuàng)設(shè)問題情境，點燃了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣，從而為知識的傳授奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、通過實驗掌握物理規(guī)律

帶著種種疑惑，課堂進(jìn)入到第二個實驗：探究物體的浮與沉。這次實驗探究的都是一些常見物品，如蠟燭、橡皮泥、小石塊、玻璃小瓶（空瓶）、硬幣、乒乓球等，將這些物體浸沒在水中，松手后，它們?nèi)绾芜\動的（上浮或下沉）？我們發(fā)現(xiàn)，上浮的物品是：蠟燭、玻璃小瓶（空瓶）、乒乓球等，下沉的物品是：橡皮泥、小石塊、硬幣等，這與學(xué)生原來的經(jīng)驗是一致的，使現(xiàn)象再現(xiàn)。

緊接著讓學(xué)生動手做一做：“怎樣使下沉的橡皮泥浮起來？”和“怎樣使漂浮的玻璃瓶沉下去？”為了學(xué)生能順利完成任務(wù)，這里給出一提示：從物體受力的角度分析，橡皮泥（玻璃瓶）在松手后受力情況是怎么樣的？可以改變哪個力的大??？如何改變？

課堂上學(xué)生忙碌著，思考著如何改變物體的浮沉，并不斷地動手嘗試，有的方法可能是不對的，但不能阻止他們繼續(xù)努力探索真理的熱情。最終有較多的學(xué)生通過嘗試可以得出正確的做法：（1）將橡皮泥做成空心的可以使橡皮泥上浮;（2）玻璃瓶中注滿水或加重物可以使玻璃瓶下沉。

任務(wù)完成后進(jìn)行總結(jié)：“（1）橡皮泥的??力沒有改變，改變了??力，通過改變??的方法改變的;（2）浸沒在水中的玻璃瓶??力沒有改變，改變了??力?！弊罱K引導(dǎo)學(xué)生得出：改變物體浮沉情況的方法：（1）改變自身重力;（2）改變浮力（由F浮=ρ液V排g得，改變V排或ρ液）。

得出規(guī)律后，請一位學(xué)生上講臺檢查一下引入新課時用的特殊雞蛋，學(xué)生將雞蛋拿到手就會知道其中的奧秘，并讓學(xué)生當(dāng)眾將雞蛋打碎，展示這是一個空雞蛋，揭示這其中的奧秘，并解釋用什么方法使雞蛋上浮的？——在浮力不變時，減小自身重力使雞蛋上浮。

三、運用實驗突破重點難點

揭示特殊雞蛋的奧秘后，拿出精心準(zhǔn)備好的一個大燒杯，其中有一個懸在中間的雞蛋，介紹這種狀態(tài)為“懸浮”，給出

“懸浮”的概念。然后讓學(xué)生根據(jù)所處的靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行受力分析，進(jìn)而得出“物體處于懸浮時，F(xiàn)浮=G物”的結(jié)論;隨后提出如何使雞蛋上??？有學(xué)生根據(jù)“特殊雞蛋”的演示提出將雞蛋掏空，通過減小自身重力;或有學(xué)生根據(jù)小學(xué)科學(xué)上的知識給鹽水加鹽，這時馬上請?zhí)岢龇桨傅膶W(xué)生上講臺演示，在鹽水中不斷加鹽并不斷輕輕攪拌，這時發(fā)現(xiàn)雞蛋果真慢慢上浮直至露出水面。然后讓學(xué)生分析原因：在V排不變時，通過增大ρ液，增大F浮，這時F浮>G物，雞蛋上浮。兩種方法都可使雞蛋上浮，并且F浮>G物，自然而然的得出“物體處于上浮時，F(xiàn)浮>G物”的結(jié)論;繼續(xù)觀察燒杯，此時雞蛋漂在水面上，引出“漂浮”的概念，并觀察與“懸浮”的差別：懸浮是物體浸沒在液體中的一種平衡狀態(tài)，而漂浮是有部分物體露出液面的一種平衡狀態(tài)。再對漂浮的雞蛋進(jìn)行受力分析，此時雞蛋處于靜止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而得出“物體處于漂浮時，F(xiàn)浮=G物”的結(jié)論;最后，再拿出另一個裝有懸浮雞蛋的燒杯，給出任務(wù)是要讓學(xué)生設(shè)計“怎樣使這個雞蛋下沉？”學(xué)生再根據(jù)以往所學(xué)提出：將清水倒入燒杯，在雞蛋V排不變時，減小ρ鹽水，減小F浮，使雞蛋下沉。從而再分析得出“物體處于下沉?xí)r，F(xiàn)浮

四、演示實驗再現(xiàn)物理規(guī)律

為了檢驗本堂課的所學(xué)知識，最后拿出養(yǎng)生壺（四周是玻璃的，可以看到壺中情景）煮了幾個湯圓，并通過實物投影儀實況直播，要求學(xué)生注意觀察湯圓形狀的變化。先將水燒開，然后將湯圓放入壺中，此時湯圓沉入壺底，再煮一會兒，奇跡出現(xiàn)了湯圓竟漂浮到水面上去了。通過觀察，分析湯圓剛放入水時為什么下沉直至沉底？又是什么原因?qū)е聹珗A煮熟時，則會浮出水面？引導(dǎo)學(xué)生通過自己所學(xué)知識來解決實際問題，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”。湯圓剛放入水時，F(xiàn)浮G物時，湯圓上浮，直至漂浮在水面上。最后把煮熟發(fā)胖的湯圓和生湯圓放在一起，煮熟的湯圓明顯發(fā)福了，驗證了是湯圓的體積變大，使得浮力增大，使F浮>G物湯圓上浮。

物理規(guī)律、定律大都建立在大量實驗的基礎(chǔ)上，因此在教學(xué)中應(yīng)重視實驗教學(xué)。運用物理實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;運用實驗幫助學(xué)生生成物理知識，構(gòu)建知識體系;運用實驗幫助學(xué)生明晰概念和規(guī)律，突破教學(xué)的重點難點;運用實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)唯亭學(xué)校）