变式教学在浮与沉中的应用

宋馨瑶

物理是一门实验为主的科学，而有些物理知识不够直观，学生掌握起来有一定的困难。第十章第五节“物体的浮与沉”在初中物理教学中是一个难点，包含大量的概念规律，而且题目灵活多变，学生单凭死记硬背无法理解掌握。采用题海战術则会浪费大量的时间和精力，所以，变式教学在这一节就显得尤为重要。

讲解密度计时，同一个密度计漂浮在不同的液体里，比较两种情况浮力的大小并判断哪个杯子里液体的密度大，也可以采用变式教学。先通过理论分析得出结论，紧接着给出题目：

例1.轮船从淡水河驶入大海中，船身会______，浮力会______。

变式1：轮船装货后。船身会______，浮力会______。

变式2：轮船从赤道驶往北极（g变大），船身会______，浮力会______。

变式3：潜水艇在水中下降过程中，浮力______。

变式4：潜水艇从大海驶入淡水河时，浮力______。

分析：例1本身就是密度计的一个变式，轮船和密度计一个相同的关键点：都是漂浮。变式1和变式2分别改变了重力和g，考查影响浮沉的不同因素。变式3和4则帮助学生区分出处理轮船类和潜艇类问题的不同之处。

例2.小明同学把一个密度均匀的苹果放入水中，苹果在水里处于悬浮状态，小明从水中取出苹果，分成一个大块和一个小片。将小片浸没入水中，松手后小片_____，将大块浸没于水中，松手后大块_____。（以上两空均选填“上浮”“悬浮”或“下沉”）.

变式：小明同学把一个苹果放入水中，苹果在水里处于悬浮状态。小明从水中取出苹果，分成一个大块和一个小片。将小片放入水中，发现小片沉入水底，将大块浸没于水中，松手后大块将会_____。（选填“上浮”“悬浮”或“下沉”）

分析：例2和变式的练习，让学生充分体会到密度在判断浮沉中的作用，同时意识到密度均匀和不均匀的不同影响。

例3.一个充气的气球下面挂一个金属块，把他们放入水中处于悬浮，若把它们的位置稍微向上移动一点，则金属块和气球将（ ）

A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.以上皆有可能

变式：将例3中的充气的气球改为空心金属球。

分析：例3本身可以让学生意识到液体压强对排开液体体积的影响。例3的变式突破学生的思维定势，学生会意识到在不同条件下，同一因素的影响是完全不同的。

例4.已知ρ木<ρ水<ρ铁<ρ水银，在以下四个空选填“大于”“小于”“等于”。

①质量相同的木球和铁球丢入水中，铁球受到的浮力______木球受到的浮力

②体积相同的木球和铁球丢入水中，铁球受到的浮力______木球受到的浮力

③质量相同的木球和铁球丢入水银中，铁球受到的浮力______木球受到的浮力

④体积相同的木球和铁球丢入水银中，铁球受到的浮力______木球受到的浮力

分析：②是①的变式，③④又是①②的变式。通过改变木球和铁球的关联条件，改变液体的密度，并进行对比分析，引导学生总结出规律：“体积相同”的条件大部分要用到阿基米德原理，“质量相同”的条件大部分要用到浮沉条件。

例5.把一个木块放入盛满水的溢水杯中，溢出30g水，若将此木块从酒精中取出擦干后放入盛满酒精的溢水杯里，则溢出酒精的质量是（ ）

A.等于30 g B.小于30 g C.大于30 g D.无法确定

变式1：将例5中的木块改为蜡块。

变式2：将例5中的木块改为铁块。

分析：木块、蜡块和铁块在水和酒精中的浮沉情况各不相同，所以采取的方法也各不相同。学生通过此类练习的训练，能够更深入地了解不同方法的适用环境，同时也提高了综合使用各个方法的能力。

（作者单位 南京市第三高级中学文昌初中部）

编辑 杨兆东