浸沒在液體中的物體運動過程研究

1、浸沒在液體中的物體運動過程研究“面向過程的高中物理課程教學研究”案例之一南匯縣中學 周襄文一、教材設計課題： 浸沒在液體中的物體運動過程研究。研究目的： 鐵球 水 水 木球 通過對浸沒在液體中的物體運動時，容器底部所受壓力的研究，使學生掌握對液體中物體運動過程的分析方法，認識物體在液體中運動的一般規(guī)律。物理情景： V1 V2 如右圖：放在桌面上的兩個同樣的燒杯均盛滿水。左邊燒杯中有一個用細線懸掛在杯蓋上的小鐵球，小鐵球位于水面附近，并全部浸沒在水中。右邊燒杯中有一個用細線懸掛在杯底的小木球，小木球位于杯底附近，也全部浸沒在水中。小鐵球、小木球的體積相同?，F(xiàn)用激光束將懸掛小鐵球、小木球的細繩燒斷

2、，小鐵球、小木球?qū)⒎謩e在水中運動起來，如右圖所示。（討論小球的運動過程時不考慮水對小球的阻力。）過程分析： 由學生自主完成。按照研究目的，先個人分析，再小組交流。 分析情況歸納： 由小組代表按下列提綱歸納本組分析情況，并向全班報告。 （一）、以小球為研究對象：1、 小球的受力情況；2、 小球的運動過程。（二）、以小球和水組成的系統(tǒng)為研究對象：1、 小球運動對水的影響；2、 水對杯底的壓力分析。教師點評：由教師對學生分析的結果進行點評。并提出實驗驗證的建議。實驗驗證：由學生分組討論實驗方案，分別向教師進行可行性分析后完成實驗，寫出實驗報告。研究結果：先由各學生小組代表報告本組實驗結果，教師根據(jù)學

3、生實驗情況總結研究結果。二、教學過程將上述教材設計的內(nèi)容印發(fā)給學生作為教材，并按照其中的安排分兩節(jié)課組織教學。第一節(jié)課：1、 學生閱讀教材，了解本課的學習內(nèi)容；2、 學生分組討論教材提出的課題、研究目的、物理情景，明確課題研究的內(nèi)容、對象、要求；3、 學生自主完成過程分析和小組交流；4、 組織過程分析報告；5、 教師點評并提出實驗驗證建議。 實驗驗證作為課外作業(yè)完成。教師選擇一個有代表性的學生實驗安排在第二節(jié)課上演示。第二節(jié)課：1、 學生實驗報告；2、 學生演示實驗；3、 研究結果討論；4、 研究結果總結；5、 研究結果的應用與拓展。三、案例分析本案例選擇浸沒在液體中的物體運動過程作為研究主體

4、，讓學生從一個貌似簡單的物理情景入手，對浸沒在液體中的物體運動時容器底部所受壓力進行分析研究和實驗驗證，使學生學會對液體中物體運動過程的分析方法，掌握物體在液體中運動的一般規(guī)律，了解物體在液體中運動時引起的液體運動及相關物理量的變化，培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的能力。整個教學過程以學生學會學習為目標，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生動腦、動口、動筆、動手，極大地調(diào)動了全體學生的學習熱情。在教學過程活動中，學生認真分析、積極討論、精心實驗，隨著對課題研究的深入，不少疑難問題由學生自主解決，取得了很好的效果。例如，小球在水中運動時，有一部分水會同時運動，從而引起系統(tǒng)的視重發(fā)生變化。開始，不少學生沒

5、有意識到這一點，只是簡單地分析小球的運動，而不考慮水的運動。討論中，有學生提出疑問：小球在水中運動和在空氣中運動情況相同嗎？經(jīng)過討論，大家發(fā)現(xiàn)小球的位置發(fā)生變化后，它原來位置處的空穴會立刻被水填充，這個填充過程意味著有一部分水會伴隨著小球的運動而同時運動，從而意識到這一部分水的運動是不可忽略的，為問題的解決奠定了基礎。特別值得一提的是實驗驗證環(huán)節(jié)，學生設計了很多有創(chuàng)新意識的解決方案。例如，水底附近木球的釋放問題，由于中學實驗室沒有大功率激光設備，學生提出了電磁鐵控制、可溶性細繩、變形夾等幾種新的方法，并在實驗中具體應用，大部分方案獲得成功，提高了學生的動手能力和創(chuàng)新精神。本案例以浸沒在液體中的物體運動過程為主線，強化了學生在