摘要:密度的测量是初中力学部分知识的重点和难点,近年来,各地中考题有关测量物质密度的实验题,考查频率高,考查方式日趋新颖,出现不少创新测量方法。如何帮助学生突破难点,提高解题的正确率是我们要研究的课题。本文通过在复习课中,巩固学生基本方法及操作的理解能力,提高学生创新测量方法题目的理解能力,测量原理整理归纳三个方面入手,与大家分享教学实践,以求学生得心应手解答有关“密度的测量”创新实验题。
关键词:密度的测量 解题 思路 教学
近年来,各地中考题有关测量物质密度的实验题,考查频率高,考查方式日趋新颖,出现不少创新测量方法。该实验在实验器材上涉及天平、量筒、弹簧测力计、溢水杯等器材的使用,在数据处理上涉及浮力,力的平衡,密度的计算,数学方法的应用等初中重点知识,和误差分析能力。测密度创新题包含的知识点丰富,能力考查难度大,为了提高这类习题的解题能力,在实际教学中总结出了以下几点方法。
一、首先要巩固学生测量密度的基本方法及操作的理解能力
测量密度的中考题中,若涉及到创新的测量方法,甚至创新测量方法衍生出的实验误差分析, 必然对学生基础方法和基本实验的操作掌握度有更高的要求。因此解决这类问题的第一步就是打好学生相关实验的基础。在复习课的教学设计中,可以安排学生观看真人实验视频,观看视频的同时进行提问,让学生带着问题带着思考观看,看完实验视频,和学生共同处理实验数据,深刻理解各个测量环节的用意,并学会数据的处理。教师还可以借助实验器材亲自演示,或用关键图片,展示不同实验方式产生的实验误差。学生通过观察他人实验的同时进行思考,也能快速巩固测量密度实验的基础知识。
二、提高学生创新测量方法题目的理解能力
有些学生基础已经较为扎实了,但是碰到测量密度的创新题时,却看不明白题目的大段表述。我在教学中采取的解决办法是,让学生在看过基本实验视频的基础上,假想自己在按照题目的描述进行实验,从而破除信息传递过程的障碍,学生经过一定的训练后,对实验过程描述的理解能力有了很大的提高。为后续的解题奠定的了必要的基础。
三、将多种多样的测量原理整理归纳,降低学生的思考难度。
测密度的创新实验多种多样,若让学生像无头苍蝇一样,每出现一种就盲目的解决一种,不但加大了学生学习的难度,而且当面对从未接触到的创新实验时,可能依然无法解决。
在教学中,可以最大程度的寻找不同方法的内在联系,挖掘各个创新实验的本质特征,为学生整理归纳。归纳出的解题思路越精简,覆盖面越广,学生就越容易融会贯通。
例如,我在教学中,将前人归纳的几种类型的密度测量创新题进行了二次归纳,几种类型统一成为一种类型,具体如下:
测量密度实验,许多类型的创新题可以归纳为“相同体积比质量”题型。这类题型往往需要水作为参考液体,本质上都是,通过比较相同体积的水和待测固体(或液体)的质量,求出研究对象的密度。
若已知待测固体(液体)质量为m物,与之体积相等的水质量为m水,则根据

,,可以得出

,这种方法为基础的题型有以下几种出现形式:
形式一:如图1所示,分别测出等体积的水和待测液体的质量,求出该液体的密度,根据,

,

得出该液体的密度
图1
形式二:固体质量和排开等体积的水质量进行比较,求固体密度。
这种形式的测量固体密度的方法,大体上是先测出待测固体的质量,再把待测固体浸没在装了适量水的容器中,而不碰底;直接测量排开水的质量,或借助阿基米德原理

,测出排开水的质量,以待测固体和排开水的体积相同为条件,建立等式。既,

;而很多创新题又会在测量排开水的质量方式方法上加以改变,但这类题目加以审视,却可以发现它们出于同源。以下列举两例。
图2 图3
1.如图2,用的就是“固体质量和排开等体积的液体质量进行比较”的方法,测出小球的密度。此类实验方法,是借助天平测出排开水的质量。分别测出小球质量m1、烧杯和适量水的总质量m2及小球悬挂浸没在烧杯时的天平示数m3。根据阿基米德原理及受力分析不难得出,小球浸没水中,排开与自身相同体积的水的质量

,由于

,带入相关数据即为,


。
2.如图3,用的也是“固体质量和排开等体积的液体质量进行比较”的方法,测出物块的密度。此类实验方法,是借助弹簧测力计,运用“称重法”测出浸没在水中的物块所受浮力,再通过计算出排开水的质量。实验步骤为,先测出物块的重力G0,再将物块浸没在水中,不接触杯底,读出弹簧测力计示数F。计算出物块浸没在水中受到的浮力

,根据阿基米德原理,
形式三:排开液体质量和排开相同体积水的质量进行比较,求液体密度
图4
解决此类形式的创新实验,由于测量密度的实验和阿基米德测浮力的实验结合,需要进一步加强巩固学生测量浮力实验的理解和应用能力,从而才能从容应对综合的实验题考验。
本文系大田县基础教育立项课题(kyz18100)‘初中物理解题思路培养的教学研究’研究成果。