深圳市南山区八年级期末考试物理试卷压轴题之“说题”

肖映健

【内容摘要】通过说题，提高课堂教学质效。浮力的计算综合性强、难度大，涉及质量和密度、物体间相互作用力、多力平衡、受力分析等力学知识。本文通过紧密联系生活的典型例题的分析，归纳浮力的计算方法，让学生学会受力分析，感受物理之美。

【关键词】相互作用力 受力分析浮力计算

一、试题呈现

（南山区八年级期末考试第28题）现在很多潜艇不仅能在厚厚的冰层下航行，关键的时候也能破冰上浮，破冰上浮时首先接触冰面的是潜艇的指挥室圆壳。假如某潜艇选择在一大块浮冰下破冰上浮，指挥室圆壳截面积28m2，冰层的厚度1m。已知要顶破冰层需要230kN的力。我们把上浮初期理想化为指挥室圆壳顶破冰层并载着同底面积大小的冰块上浮，如图。在顶破并上浮过程中整个大块浮冰不发生移动。试计算：（g=10N/kg，冰的密度为水的密度的0.9倍）

（1）假设顶破冰层前潜艇悬浮冰下，要顶破该冰层至少要排出多少千克的水。

（2）在顶着冰块缓慢上浮0.45米时该冰块对该潜艇指挥室圆壳的压力。（假设此时艇身还未与冰层接触）

二、试题立意

根据实测本题难度值为0.24，其中第一小题难度值为0.36，第二小题难度值为0.12。题目设计由易到难，较好的区分了不同考生的解题能力，提高了试卷的区分度。核潜艇是一个国家海军强大的象征，也是一个国家综合实力强大的象征，其战略意义非比寻常。这是一道原创题，命题者很好运用了“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念，关注物理课本内容和社会的紧密联系，让物理知识回归生活，服务社会。本题作为压轴题，考查了相互作用力、受力分析等内容，特别是第二问，用整体思想来解答，思路清晰，解法简单方便。

本题涉及考点“物体间力的作用是相互”、“阿基米德原理”、“运用浮力公式解决有关问题”、“运用物体的浮沉条件解决有关问题”的知识点，考查了学生综合分析问题、学会运用知识能力，属于综合高层次思维，侧重考查学生的整体性和物理过程分析、物理理想模型的构建。

本题的最大难点在于学生对大阅读量，对海量文字中提取有效信息方面的难度，构建不了物理模型，总之读不懂题，理解不了出题人的意图。近年来，高考物理也有增大阅读量的趋势，从大量文字中提取有用信息，构建物理建模，分析物理过程。大部分学生在老师的详细评讲后，又能完全理解题意，说明学生对知识掌握深度和理解程度不够。

三、学情分析

经过八年级近一年的物理学习，学生学习了从简单物理量的测量到力的相互作用分析，力与物体的运动结合，学生的逻辑思维、分析解决问题能力都有提高。本题解答过程的障碍：（1）试题信息阅读量大，学生不能分析出物理过程，不能建立物理模型，把已知量和所求物理量关联起来。（2）学生已经形成定性思维，平时学习和练习中出现较多的是已知排开液体体积求浮力，或者已知物体在液体中漂浮或者悬浮状态，根据二力平衡求得浮力等于物体重力。（3）没有考虑到冰密度小于水密度，冰在水中是漂浮状态，需要计算冰浸入水中深度，学生想当然以为冰块的厚度就是冰块浸入水中的深度。（4）不能对物体进行正确的受力分析，当物体受到浮力、支持力、重力多个力的作用时，不能从多个力平衡角度对物体进行受力分析，物体间相互作用力理解不透彻。

四、解题分析

（1）审题指导

第二问：以冰块为研究对象进行受力分析。潜水艇圆壳顶破冰层并载着冰块上浮0.45米时受到的压力，此时，由第一问静态受力变为动态受力过程的分析，潜水艇顶部破冰力变为冰块对潜水艇的压力，受力对象发生变化，因为冰块浮出水面，冰块的重力不变，排开水的体积变小，受到浮力发生变化，根据多力平衡，冰块的所受重力减去所受浮力即为冰块所受到的支持力，根据相互作用力，冰块所受到的支持力大小等于冰块对潜水艇圆壳压力的大小。

五、试题感悟

本试题涉及教材中潜水艇改变自身重力实现上浮和下沉知识点，也对物体受到重力、浮力、压力等多个力时进行受力分析，物体间相互作用力的全面考查。既考查了学生逻辑思维能力，也拓深物理学习前景，培養学生严谨的物理推理能力。近年来，深圳中考对浮力知识点的考查仅停留在选择题、实验填空题上，例如探究影响浮力大小因素、阿基米德原理、物体浮沉的条件等实验。最近五年没有出现过有关浮力的计算，在全市教研会议上教研专家指出，浮力内容的计算以前没考不代表以后不考，高中物理不再继续深入学习浮力，因为初中的内容已经达到知识点应有的难度，再拓展深度意义不太大，所以，初中物理中考完全有可能也有必要涉及浮力的计算题。有关浮力的计算变化多端，通过本文浮力试题的分析，归纳出有关浮力的计算方法，让学生感受到学习物理之美。

（作者单位：南山实验教育集团南海中学）