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1、对 测量泡沫塑料块受到的浮力 实验的改进设计陈君芬双塘中心学校 1.实验设计背景 1.1 实验在小学教材中所处的地位与作用浮力是教科版五年级下第一单元沉和浮的第五课，主要研究浮着的物体浸入水中时受到的浮力。本单元安排了三个实验：（1）在测量泡沫塑料块受到的浮力时，通过学生的讨论和分析，得出以下方法：在杯子底部装上一个小滑轮，再利用一根线穿过小滑轮，一端与泡沫塑料块相连，一端与弹簧测力计相连，就可以测量出泡沫塑料块受到的拉力了，再分析泡沫塑料块的受力情况，得出：重力拉力浮力。（2）测量泡沫塑料块小部分、大部分、全部浸入水中的拉力大小和各自的排开的水量，再用上面的关系计算浮力，寻求两者之间的关系。
2、（3）再测量大小不同的泡沫塑料块全部浸入水中受到的水的浮力。通过实验学生能用弹簧测力计测量泡沫塑料块在水中受到的浮力，能运用浮力和重力的关系来解释物体沉浮的现象，并发现物体浸入水中体积（排开的水量）越大，受到浮力也越大。1.2 实验原型及不足之处（一）实验原型（见上图）“测量泡沫塑料块受到的浮力”教材上是这样设计的：未放入水前先测量泡沫塑料块受到的重力，再在水槽底部用橡皮泥固定定滑轮改变使力方向，用线拉住泡沫塑料块，使它浸入水中一定的位置，然后读出测力计上拉力的数值。（如上图）（二）实验不足之处（1）概念超前。用小滑轮改变拉力的方向超出五年级知识范畴，得出浮力等于泡沫塑料重力加拉力，这个计算学
3、生难以理解。（2）操作不太方便。实验室很难找到底部带小滑轮的精确刻度杯，钩码代替小滑轮用橡皮泥也很难固定，且棉线容易从钩子滑出造成实验失败，另外，泡沫塑料太轻，自重很难测出。（3）实验器材处理麻烦，实验现象不明显。自制有刻度的水槽比较麻烦并且水槽太大排开的水量难以观察。（4）误差较大。钩码代替定滑轮改变方向时候，会产生较大的摩擦力，从而导致误差 1.3 本实验改进思路（1）原理简单易懂。采用浮力拉力（初始）拉力（泡沫塑料浸入水中），简单易懂。（2）操作简单。在泡沫塑料下面固定钩码，使泡沫塑料在没有拉力或者较小拉力的情况下可以下沉，除去测自重一步，解决了水槽难以固定定滑轮或者钩码的难题。（3）实
4、验器材常见，处理方便。处理简单采用带有刻度的量杯代替水槽，易于观察排开的水量，采用有色水，效果更好。（4）减少误差。除去了原先的摩擦力误差，另外选用铁架台，使实验操作更加方便稳定，避免因为手的不稳定性操作而损坏仪器或者读数不准确。2.实验器材泡沫塑料（较规则的立方体形状）、钩码、250ml 量杯、1N 弹簧测力计、铁架台、棉线、水（有色水效果更明显）3.实验步骤（实验装置见下图）1、固定。把钩码和泡沫塑料用棉线固定在一起，并在规则泡沫塑料上做标记，把泡沫塑料分成三等份，把测力计固定在铁架台上。2、加水（或配置有色水）170ml 左右于 250ml 量杯中。3、实验（如下图）。用测力计勾住泡沫塑
5、料，调节铁架台高度，首先使钩码恰好浸没，读出测力计读书及量杯的读数并记录；之后依次使泡沫塑料浸入三分之一、三分之二、全部浸没时，读测力计读数及量杯的读数并记录。4.计算分析及整理实验台。（当泡沫塑料三分之二浸入水中时）4.实验结果泡沫塑料在水中受到的浮力记录表测量方法 1 钩码在水中泡 2 泡沫塑料三 3 泡沫塑料三 4 泡沫塑料沫塑料在水中分之一在水中分之二在水中全部在水中测力计读数（N）浮力 N 量杯读数（ml）排开水的体积（ml）从数据中我们知道 5.实验注意事项 1、在选用泡沫塑料、钩码、测力计时候要进行计算，泡沫塑料不能太大，否则会导致泡沫塑料全部浸没，另外也不能太小，太小会导致排开
6、水量不明显。2、固定时注意钩码在下面，与泡沫塑料距离较近，避免高度超过量杯，一定确定固定泡沫塑料，否则容易使两者分开，泡沫塑料上浮而钩码下沉。3、量杯内盛水量适宜（本实验选择水量为 170ml），不能过多或过少，过少不能使泡沫完全浸入，过多则会当泡沫全部浸入时水位超过量杯自身量程，不宜读数。4、在实验过程中注意泡沫塑料及钩码不与量杯壁相碰，防止摩擦力的产生。且钩码不与量杯底部相接触，防止支持力对实验的影响。6.实验分析对照实验，分析实验（1）和（2），1和（3）、（1）和（4）的数据，为什么测力计的读数会减小？只有一个原因，泡沫塑料受到了水的浮力。浮力是多大？减小的就是泡沫塑料在水中受到的浮力。由此，求出泡沫塑料浸入水中不同部分受到的浮力不是难事。从排开水量的变化中会发现：物体浸入水中体积越大，排开水的体积越大，受到的浮力也越大。7.实验设计评价 1、改进实验后可以达到以下优点：实验器材简单常见，操作方便，误差较小，计算更方便，更容易被小学生理解。2、实验改进也有利于下一课问题探究的连续性-浸在水中的泡沫塑料受到了浮力，那么，浸入水中的钩码有无受到浮力，引出下一课：下沉的物体会受到水的浮力吗？
对《测量泡沫塑料块受到的浮力》实验的改进设计20912
