“測(cè)量泡沫塑料塊受到的浮力”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

《浮力》是教科版五下第一單元《沉和浮》的第五課,，主要研究浮著的物體浸入水中時(shí)受到的浮力。教材上安排了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：感受浮力,；測(cè)量浸入水中不同部分的泡沫塑料塊受到的浮力,；測(cè)量大小不同的泡沫塑料塊受到的浮力。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生能用浮力和重力的關(guān)系來解釋物體沉浮的現(xiàn)象,，并發(fā)現(xiàn)物體浸入水中體積越大,，受到浮力也越大。

“測(cè)量泡沫塑料塊受到的浮力”教材上是這樣設(shè)計(jì)的：未放入水前先測(cè)量泡沫塑料塊受到的重力,，再用線拉住泡沫塑料塊,，使它浸入水中一定的位置，然后讀出測(cè)力計(jì)上拉力的數(shù)值,。

泡沫塊在水中受到的浮力記錄表：           （自重：    牛頓）                              

在這里,，浮力=重力+拉力，這對(duì)學(xué)生來說比較難理解,。之前學(xué)生已有的相關(guān)概念是：改變物體排開的水量,，物體在水中的沉浮可能發(fā)生變化。這一課學(xué)生初步感受,、認(rèn)識(shí)了浮力,；并進(jìn)一步深入探究，測(cè)量重力,、浮力,、排開的水量；分析數(shù)據(jù),，用浮力和重力的關(guān)系來解釋物體沉浮的現(xiàn)象,，發(fā)現(xiàn)物體浸入水中體積越大，排開水的體積越大,，受到浮力也越大,。這是學(xué)生第一次接觸到浮力概念及測(cè)量浮力。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生來說不僅不容易理解,，操作也不太方便,，泡沫又太輕,，自重很難測(cè)出，排開的水量更是難以觀察,，而且由于摩擦力容易產(chǎn)生誤差,。

于是，我采用另外一種測(cè)量方法：

（1）鉤碼在水中,，木塊在空氣中      （2）鉤碼和木塊全部浸入水中

  （3）木塊大部分浸入水中                  （4）木塊小部分浸入水中

實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)如下：

木塊在水中受到的浮力記錄表

對(duì)照實(shí)驗(yàn),，分析實(shí)驗(yàn)（1）和（2），(1)和（3）,、（1）和（4）的數(shù)據(jù),，為什么測(cè)力計(jì)的讀數(shù)會(huì)減小,？只有一個(gè)原因,，木塊受到了水的浮力！浮力是多大,？減小的就是木塊在水中受到的浮力,。求出木塊浸入水中不同部分受到的浮力不是難事。對(duì)比木塊自重,，發(fā)現(xiàn)當(dāng)物體在水中受到的浮力大于重力就上浮,。從排開水量的變化中會(huì)發(fā)現(xiàn)：物體浸入水中體積越大，排開水的體積越大,，受到的浮力也越大,。這樣的實(shí)驗(yàn)學(xué)生比較容易操作也比較容易理解。

對(duì)于木塊的自重,，一般用線掛在測(cè)力計(jì)上測(cè)量,。如果嚴(yán)密一些，可以把鉤碼全部浸入水中測(cè)量,，對(duì)比第一次實(shí)驗(yàn)可以知道木塊的重力,，這樣去掉了繩子的誤差。

實(shí)驗(yàn)器材說明：

用木塊（軟木塞）代替泡沫塑料,。木塞容易找到,，耐用，比泡沫重一點(diǎn),，方便測(cè)自重,。選用測(cè)量范圍在0—2.5N的測(cè)力計(jì)，最小分度值為0.05N,。用1000ml的大燒杯代替水槽，細(xì)分刻度,，使分度值更小,，方便觀察排開的水量,。

再用鉤碼幫助木塊浸入水中不同位置。方法：木塊中間鉆一個(gè)孔,，再用縫衣針穿一圈,，既可以固定木塊在線上的位置又容易調(diào)整，通過調(diào)整木塊的位置來控制木塊浸入水中的部分（小部分和大部分可以用彩色粉筆做記號(hào)方便操作）,。然后在線的兩頭各打一個(gè)掛結(jié),，一頭掛測(cè)力計(jì)，一頭掛勾碼,。

                                                     2009.2.27

寫在《重力,、重量、質(zhì)量》之前

本文發(fā)表于《科學(xué)課》2010年第一期