謝水華
摘 要:目前各類考試中,考試成績?nèi)匀皇菣z驗與評價教師教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)水平的基本標(biāo)準(zhǔn),尤其是中考,還肩負(fù)著選拔人才的使命,怎樣用考試作為導(dǎo)向,將教學(xué)指向新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,做到減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),又提高學(xué)生素質(zhì)。中考命題對落實(shí)初中科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)具有指導(dǎo)性作用,命題整合三維目標(biāo),緊密聯(lián)系實(shí)際。本研究分析概括了近幾年杭州中考浮力命題,在掌握命題原則的基礎(chǔ)上,根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求,探求浮力命題方向。
關(guān)鍵詞:試題研究;教學(xué)建議;命題預(yù)測
一、浮力部分在教材中的地位及考試要求說明
浮力出現(xiàn)在浙教版科學(xué)八上第一章第三節(jié)。課程安排3課時,浮力涉及知識廣,是在前幾節(jié)所學(xué)密度、壓力壓強(qiáng)、二力平衡、受力分析等知識基礎(chǔ)上出現(xiàn)浮力內(nèi)容,浮力在生活中應(yīng)用廣泛。在近幾年杭州中考中均有涉及,每年的難易不均,形式不同,分值不等,重要性不言而喻。
二、近幾年杭州科學(xué)中考浮力試題分析
1、(2013年杭州6分)28、一冰塊用細(xì)線拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持懸置狀態(tài)(如圖),在冰塊浸入的過程中,臺秤的讀數(shù)將_____(選填“增大”、“減小”或“不變”);在冰塊熔化過程中,容器內(nèi)液面將____(選填“上升”、“下降”或“不變”),臺秤的讀數(shù)將_____(選填“增大”、“減小”或“不變”)。(已知:冰的密度為900kg/m3,酒精的密度為800?kg/ m3;整個過程中無液體溢出。)
考點(diǎn)分析:考查浮力與受力分析
試題詳解:2013年浮力考題第一問與12年一樣,一般研究過12年考題的都不再會出錯,臺稱示數(shù)增大,且增大的量等于冰塊浮力。第二問考慮到冰的密度比水小,冰變成水體積變小液面下降,所以難度也不大,但學(xué)生在考場上很容易想復(fù)雜,一邊考慮排開液體體積變小,一方面考慮冰變成水液面升高,反而做不出。第三問可用極限思維的話比較簡單,冰塊全部熔化,臺秤增加示數(shù)剛好最大等于冰塊重力,但考試期間緊張很多同學(xué)反而做不好。針對此題,教師平時在教學(xué)中應(yīng)多教學(xué)生方法,特別是選擇填空有時采用代數(shù)字法、極限思維,學(xué)生平時訓(xùn)練時用過類似方法考試時就心中有數(shù)。
2、(2014年杭州4分)27、小胡同學(xué)在水槽中洗碗,一個大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗裝滿,碗就會沉入水槽底部,此時碗所受到的浮力比漂浮時碗所受到的浮力?____(選填“大”、“小”、“不變”),水槽中的水面將會?____(選填“上升”、“下降”、“不變”)。
考點(diǎn)分析:物體沉浮條件、浮力與排開液體體積關(guān)系
試題詳解:2014年浮力考題兩空聯(lián)系很緊密,考生要想到用沉浮條件解題,碗漂浮時浮力等于重力,而碗下沉?xí)r浮力小于重力,所以浮力減小,因此液面也要下降?;蛳氲礁×?yīng)用中的輪船原理就會很快解題,如思維不嚴(yán)密或憑感覺做題很容易得到相反的答案,浮力題難在四種求浮力的方法中尋求合理選擇解題方法,有時還要結(jié)合沉浮條件。
3、(2015年杭州8分)35、有一個足夠大的水池,在其水平池底豎直放置一段圓木。圓木可近似看作一個圓柱體,底面積0.8m2,高5m,密度0.7×103kg/m3。(g=10N/kg)(1)未向池內(nèi)緩慢注水,圓木對池底的壓力和壓強(qiáng)分別為多大?
(2)向水池內(nèi)注水,在水位到達(dá)1m時圓木受到水的浮力和圓木對池底的壓力分別為多大?
(3)當(dāng)向水池內(nèi)注水深度達(dá)到4m時,圓木受到的浮力又為多大?
考點(diǎn)分析:考查壓力壓強(qiáng)、浮力及沉浮條件
試題詳解:2015年浮力在計算題中出現(xiàn),難度較大,第一問主要涉及壓力壓強(qiáng)相關(guān)知識,一般學(xué)生都能得分。真正涉及浮力第二問要算浮力且要進(jìn)行受力分析,重力大于浮力,壓力等于重力與浮力之差,大部分學(xué)生能做。第三問較難,本題還需判斷木塊在水深4米時處于漂浮還是繼續(xù)沉底是絕大多數(shù)同學(xué)想不到的,假設(shè)圓木浸沒深度4米其浮力為32000牛,而圓木重力為28000牛,所以木塊會漂浮其大小就等于重力28000牛,而考生很多答案為32000牛,甚至還以為自己做對了,沒有判斷所以得分率不高。
4、(2016杭州6分)三個相同的輕質(zhì)彈簧,一端固定在容器底部,另一端分別與三個體積相同的實(shí)心球相連。向容器內(nèi)倒入某種液體,待液體和球都穩(wěn)定后,觀察到如圖所示情況,乙球下方的彈簧長度等于原長。這三個球受到浮力的大小關(guān)系是____(選填字母)。
A.F甲< F乙< F丙B.F甲>F乙>F丙C.F甲=F乙=F丙
這三個球的密度大小關(guān)系是____(選填字母)。
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙B.ρ甲>ρ乙>ρ丙C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
其中____球(選填“甲”“乙”或“丙”)的密度與液體密度相同。
考點(diǎn)分析:密度、彈力、浮力計算
試題詳解:2016年浮力考題6分近幾年分值算高了,第一問抓住體積相等不難得出答案C,第三問比較簡單乙球懸浮浮力等于重力,乙球密度也等于液體密度,大家得分率較高,第二問涉及密度、受力分析、彈力有關(guān)知識稍有難度,但仔細(xì)分析不難得出甲球浮力大于重力,所以甲球密度最小,丙球浮力小于重力,所以丙球密度最大大于液體密度。
縱觀近幾年中考浮力題,分值在3分至6分不等。選擇題、填空題、實(shí)驗探究題、計算題都有涉及,難度除15年計算題綜合能力要求高外其他難度不大。估計以后中考中浮力還是會占有一席之地,而且受力分析對于高中學(xué)習(xí)很有幫助,所以教師平時的教學(xué)也是很關(guān)鍵的。
三、浮力部分課堂教學(xué)建議
無論初學(xué)還是中考復(fù)習(xí),都感到這部分內(nèi)容越教問題越多,題目越做越難。在臨考前還有同學(xué)來問相關(guān)浮力題,所以我靜下來思考學(xué)生的思維障礙是什么,如何引導(dǎo)學(xué)生突出重圍,我采用利用實(shí)驗化解浮力教學(xué)中的重難點(diǎn)。
(一)用演示實(shí)驗化解一些浮力教學(xué)難點(diǎn)
實(shí)驗1.浮力方向的判斷
在杯子外的桿子上掛一個金屬球,在杯子里用線固定一乒乓球,水加到淹沒乒乓球再多5厘米左右。首先如圖甲所示看到浮力方向與重力方向相反,這比較容易理解。這實(shí)驗絕妙之處在于把杯子墊東西傾斜如乙圖,原來學(xué)生對于乙圖畫浮力方向很多同學(xué)會出錯,現(xiàn)在很明顯乒乓球靜止,受到重力與浮力重力是一對平衡力,所以浮力方向豎直向上,學(xué)生很容易理解且不易忘記。無形地把物理建模思想滲透給學(xué)生,使學(xué)生的形象思維和邏輯思維有機(jī)結(jié)合起來,同時也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(二)利用改進(jìn)實(shí)驗化解浮力的重難點(diǎn)
實(shí)驗2.阿基米德實(shí)驗的改進(jìn)
傳統(tǒng)阿基米德實(shí)驗比較容易理解,但操作較為復(fù)雜,手提彈簧秤測四次容易出現(xiàn)誤差。有些學(xué)生不理解浮力與哪些因素有關(guān),誤以為浮力與物體體積和物體密度有關(guān)。采用如圖改進(jìn)實(shí)驗裝置好處明顯,測量次數(shù)較少,不需人提彈簧秤穩(wěn)定性好減少誤差,對于實(shí)驗結(jié)果一目了然,A彈簧秤減少的示數(shù)即浮力等于B彈簧秤增加的示數(shù)即排開液體的重力,很容易得出阿基米德原理。通過實(shí)驗理解V排,即突出主題,也不至于思維混亂,容易理解浮力與塑料袋中的水有關(guān),即與G排有關(guān),進(jìn)而推出與ρ液和V排幫助學(xué)生理解,減輕學(xué)生思維負(fù)擔(dān)。
(三)利用自制教具理解浮力的重難點(diǎn)
浮力的應(yīng)用之一密度計是一個重點(diǎn)難點(diǎn),在教學(xué)過程中,學(xué)生對于密度計在各種液體中所受浮力相等,密度計刻度不均,刻度上小下大理解不是很到位,很多學(xué)生認(rèn)為密度計在密度大的液體中受到浮力大,也有些女同學(xué)靠死記,在做題中不能靈活運(yùn)用。在教學(xué)中布置學(xué)生自己制作密度計,學(xué)生用筷子在制作過程中用鐵絲或橡皮泥不斷調(diào)整,使其對于物體沉浮條件理解得很清晰。用自制的密度計在常見的液體中實(shí)驗,學(xué)生對于前面老師給的結(jié)論自然就理解了,可以不斷實(shí)驗,在密度大的液體中V排小,壓水線靠下,所以下面對應(yīng)刻度值要大。學(xué)生還在實(shí)驗過程中對光的折射進(jìn)行了研究。自制教具不斷讓學(xué)生理解課本知識,培養(yǎng)了學(xué)生動手能力,科學(xué)思維能力,科學(xué)方法也運(yùn)用充分,關(guān)鍵學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情高漲。
四、2017年考科學(xué)試命題預(yù)測
根據(jù)以往浮力在中考試卷中的分量,估計2017年浮力分值在3-6分,形式不一定,選擇、填空、計算均有可能,單一考浮力可能性比較小,通常要結(jié)合受力分析。氣體浮力也可能涉及。
(一)在填空題一般會出現(xiàn)兩空或三空,例如
木塊的密度為0.6×103kg/m3,冰塊的密度為0.9×103kg/m3,若它們等重,且都漂浮在水面上,則木塊受到的浮力___冰塊所受到的浮力,木塊浸沒在水中的體積___冰塊浸沒在水中的體積(均填“大于”、“小于”或“等于”)。本題主要考查學(xué)生在浮力四種方法中如何選擇正確的方法,主要在阿基米德法和平衡法間做選擇,很多同學(xué)對浮力只想到阿基米德導(dǎo)致思維不全面,解題出錯。
(二)在選擇題出現(xiàn),一般會出現(xiàn)一個,例如
1、某物體的質(zhì)量為60克,當(dāng)把它放進(jìn)盛滿水的容器時,溢出50毫升的水,則此物體 ( )
A.浮在水面上 B.沉到容器底部
C.懸浮在水中 D.無法判斷
本題考查沉浮條件,要比較浮力與重力,而浮力又等于排開液體重力,當(dāng)然還涉及密度知識,記憶水的密度,知道這些知識很容易判斷選B。當(dāng)然此題還有變形,如果容器之前并沒有說裝滿水,那就選D.所以要仔細(xì)審題。
2、把一蠟塊放人盛滿酒精的容器中,溢出酒精的質(zhì)量是4克;若把該蠟塊放人盛滿水的容器中,已知ρ蠟=900千克/米3,ρ酒精=800千克/米3,則溢出水的質(zhì)量是(容器足夠大)
( )
A.4克 B.4.5克 C.5克D.3.6克
蠟塊在酒精中沉底,首先通過溢出酒精質(zhì)量算出蠟塊體積,從而算出蠟塊質(zhì)量,把蠟塊放入水中會漂浮,則不難算出溢出水的質(zhì)量。
(三)當(dāng)浮力分值出現(xiàn)較高時,也可能以分析計算題出現(xiàn),例如
1、一物體浮在水面時,露岀水面的體積與浸在水中的體積之比為2:3,則這個物體的密度是多大?把物體放入密度為800 kg/m3的酒精中,則該物體露出水面與浸入水中體積之比。
本題既要運(yùn)用平衡法分析浮力與重力相等,又要運(yùn)用阿基米德公式展開找出物體密度與液體密度的比值關(guān)系,當(dāng)然還要審題題目已知的是哪部分體積關(guān)系。主要運(yùn)用公式與方程進(jìn)行解題。
2、一只熱氣球的體積為200立方米,熱氣球的重力為1000牛,空氣的密度為1.3千克/立方米,求:(1)熱氣球在空氣中受到的浮力(2)它最多可以帶多少牛的物體升空
本題考查氣體浮力第一問直接用阿基米德公式難度不大,第二問涉及受力分析,物體受到三個力作用,大多數(shù)同學(xué)能分析理解,主要在平時要建立受力分析模型。
綜上所述,在當(dāng)前以考試選拔人才的環(huán)境下,一線教師要理解好課程標(biāo)準(zhǔn)和考試細(xì)則,把握中考動態(tài),例如17年杭州中考科學(xué)滿分為160分,作為教師也要做一些深入研究和適當(dāng)變動,關(guān)鍵對于每個知識點(diǎn)講解透徹,利用實(shí)驗培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力,幫助學(xué)生建立模型減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),幫助學(xué)生理解。
參考文獻(xiàn):
[1]近五年杭州中考卷
[2]陳鳳才.中考試題研究的幾點(diǎn)思考[J].理科考試研究:初中版,2011(12).