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教学类毕业论文模板范文 与初中浮力教学中实验改进和实施方法类学士学位论文范文

主题:教学论文写作 时间:2024-02-29

初中浮力教学中实验改进和实施方法,该文是教学类学士学位论文范文和浮力和教学和改进相关本科论文怎么写.

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湖北省武汉市光谷第二初级中学(430074)黄坤

人教版初中物理第10章浮力教学,是初中力学学习的重点,更是难点,通过改进实验完成相关内容的教学实施是本文的关键所在.本节课通过实验来创设情境,使学生建立浮力的概念,并加深对概念的理解,通过体验和实际感受,让学生感知并思考,启迪学生做出正确的猜想,提升课堂教学效率,为探究影响浮力大小的因素及探究浮力的大小作好铺垫,就是很好的有效尝试.

人教版第10章浮力教学,是初中力学学习的重点,更是难点,教师一般都通过实验现象演示或学生探究实验进行教学,这应该是一个正确的思路.

在平时的教学过程中,笔者对于教材中几个相关问题进行处理时,有一点点不成熟的意见和观点.

1浮力的概念

教材中通过冰山、游船、鸭子等没有沉入水底而受到一个向上托起的力,归纳为“浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫浮力”.从这个概念出发,我们可以进行更加深入的分析和挖掘.

通过图1和图2的实验,我们来感受浮力的存在.首先对浮力的施力物体要进行明确,结合前面力与运动的相关知识,我们可以分析得出,图1中将乒乓球轻轻捏在手中,此时乒乓球由于受到自身重力和手向上的力而平衡,手会受到乒乓球的压力作用,方向向下.图2中,对于乒乓球浸入水中后,描述手的感觉(学生回答:乒乓球会给手向上的力,明确这个力的作用一定不是手施加的),那这个向上的力来自哪里呢这里需要让学生明确力学分析中的逻辑关系.引导学生在图1和图2中找到不同之处,那就是只有乒乓球浸在水中时,才受到这样一个向上的力的作用.我们接下来进行演示,看是否不是水对乒乓球产生了力的作用.图2中松开手指后,乒乓球会迅速地向上运动,通过分析可得,乒乓球原来在水中处于静止状态,当松开手后,乒乓球的运动状态发生改变,也就是向上运动,也就是受到了向上的作用力.手松开后,手与乒乓球没有接触,因此不再有力的作用,此时乒乓球与水接触,那就只有水对乒乓球产生力的作用.

我们再来看一看浮力方向如何得出,概念中就是简单的两个字———向上,下面我们通过改进实验装置来进行分析.常规实验装置是将乒乓球和细线固定后,细线的另一端固定在盛水容器的底部,如图3所示.当容器中水和浸入其中的乒乓球处于静止状态时,乒乓球下端细线处于伸直状态,并且是在一直线方向上,按压乒乓球后松开手观察到乒乓球向上运动,细绳会向上伸直,因此可以得出乒乓球受到的浮力的方向是向上的,而并不能一定判断浮力的方向为竖直向上.笔者认为此处实验可以进行如下改进.再取一个相同的乒乓球,与另一根细线一端固定,细线的另一端通过一根小棒固定在容器口,如图4所示.在水平方向上放置,整个装置静止时,悬挂的A乒乓球受到重力作用,方向竖直向下,重力作用线与细线所在直线是共线的,此时观察浸入水中的B乒乓球,受到的浮力方向和细线的伸直方向是共线的,两次的方向分析得出是相同的.再进行一次实验加以确定,即如图5所示,将整个装置倾斜放置在斜面上,待液体和乒乓球静止后,观察细线的方向,同样可以分析得出此时两个方向是相同的.因此,可以确定重力的方向与浮力的方向互为相反方向,而重力的方向是竖直向下,那么浮力的方向就只能描述为竖直向上.

在实际的教学过程中,突出力学中的内在规律和联系,抓住力和运动的关系开展浮力概念的深入挖掘,结合具体的现象和力学理论分析,可以达到事半功倍的效果,也是进一步加强学生物理思维训练和提升能力的过程有效方法,要重视和强化这样的一个分析过程,实验和理论分析并重.

2浮力产生的原因

教材中在处理浮力产生的原因时,是直接从铝块浸入水中所受浮力的测量开始推导的.但是这里有一个疑点,如何从圆柱体的铝块入手,而理论分析过程中又是对一个正方体进行处理.不妨先从定性的分析开始,常规器材中,如图6所示,乒乓球放置在倒立的矿泉水瓶中,瓶底用剪刀剪开,再逐渐将水灌入倒置矿泉水瓶中,我们会发现乒乓球没有上升,那么通过分析可知,图2中松开手后,乒乓球会受到浮力作用,向上运动.在这个装置中,乒乓球向上运动,我们就可以判断它受到了浮力,而乒乓球在图6中没有向上运动(通过演示排除乒乓球受到瓶壁的摩擦力),可以推断出乒乓球没有受到水给它的浮力作用.那么这个实验中,我们观察到另外一个现象就是,水会不停的从乒乓球和瓶内壁之间的缝隙里面流出来.这里,笔者曾做过尝试,看能否不让水从这两者之间的缝隙里流出来,将黄油或固体胶均匀涂抹在乒乓球表面,但是仍然会有水流出,因此就放弃了这样的想法.因为这类密封物质的作用就是要阻隔水的流动,而它们自身也会受到水的作用,如果和乒乓球表面接触很紧密,又会使得乒乓球受到的阻力更大,从而影响实验效果.那么我们可以对实验进行如下改进,利用这个流下来的水,把它作为一组动态的变化实验组进行对比.如图7所示,瓶口部位加长,并在瓶口的侧壁不同高度处开一些小孔,瓶口底部放置在一个较大的容器中,当水逐渐流入下部容器时,如图8所示,水到达乒乓球底部的一瞬间(多次重复实验,找到最佳时间),可以观察到乒乓球会迅速的上升,那么此时上升的原因,在前面的引入之后,可以很明确的让学生回答是浮力的作用.那么,接下来就可以对比图7和图8,观察和比较并分析,有哪些不相同的地方,就可以分析出浮力形成的原因是什么了.笔者认为,在这个地方如果作这样一个关于浮力产生原因的引入后,再结合教材中的讲解就会更加的容易理解.教材中的这种处理,其实是一种理想化的模型思想,那么可以结合这个具体的演示实验,让学生观察和思考,并归纳出浮力的形成,是物体要浸在液体中,受到力的作用,那么从力的角度怎么来分析和理解呢我们姑且在浸入教材中的模型前,将乒乓球的这个问题作为一个铺垫,将乒乓球分为上下两个面,试论图7乒乓球上表面与水有接触,上表面受到了水的压强,对应的上表面就受到了水的压力(此处也是进一步联系前面学习的压强、压力知识),而下表面,可以观察,是没有水和它直接接触(理想情况下),因此就不会受到水的压强,对应的下表面就没有受到水的压力作用,此时对乒乓球进行受力分析,如图9所示,乒乓球受到自身重力以及水对上表面产生的压力作用(当然还有瓶内壁给乒乓球的作用力,这里可以简单的提一提,但是主要放在水对乒乓球的压力上).再分析图8,当乒乓球下表面接触到了水之后,我们再进行分析,可以得到此时乒乓球在上升这一瞬间多出了一个力的作用,受力分析如图10所示(我们为了分析问题的直接,将重力及其他作用不画出).图10中,因为乒乓球和水接触,所以就受到水对乒乓球下表面产生的压力作用.我们可以将上下两个表面受到水的压力定义为F向下和F向上,这两个力的大小关系是什么样的呢这又和乒乓球受到的浮力有什么关系呢然后可以通过教材中的理论推导得出定量的关系式.一个正立方体的物体浸没在水中,它的6个面都浸没在水中,都要受到水给它的压力,如图11所示.前后左右由于所处水深度相同,所受到水的压强相同,正方体各个面的面积相同,因此受到水的压力相互平衡,即水平方向上,受力平衡,运动状态不改变;而上下表面由于所处的深度不相同,因此下表面受到水的压强较大,下表面受到的水的压力大于上表面受到的压力,两个表面的压力产生的合力方向竖直向上.

这个合力就是浮力,即周围液体压力的合力就是浮力.如果上表面受到向下的压力为F向下,下表面受到向上的压力为F向上,那么物体所受水的浮力为F浮=F向上-F向下.

以上就是笔者在浮力概念理解、产生原因和影响因素这节课教学中,通过改进实验完成的相关内容的教学实施.本节课通过实验来创设情境,使学生建立浮力的概念,并加深对概念的理解,通过体验和实际感受,让学生感知并思考,启迪学生思维,做出正确的猜想,提升课堂效率达成,为探究影响浮力大小的因素及探究浮力的大小作好铺垫,是很好的有效尝试.同时在本节课的教学过程中,要时刻联系前几章的力学知识,训练学生思维,由生活场景到构建物理模型,以及清晰理想状态的思路掌握,在此前提下进行物理理论推导过程.

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