多角度驗(yàn)證密度的大小關(guān)系

姜媛媛 龐禮軍

摘 要：通過液體分層、雞蛋懸浮以及彩虹雨三個(gè)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多角度驗(yàn)證不同物質(zhì)密度的大小關(guān)系。將理論知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，學(xué)生更易理解密度這一知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵。實(shí)驗(yàn)器材的生活化也使中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生善于觀察、勇于探索，以及熱愛生活的品質(zhì)。

關(guān)鍵字：密度;大小;多角度;驗(yàn)證

引言：物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中起著舉足輕重的作用，也是檢驗(yàn)物理理論是否正確的唯一標(biāo)準(zhǔn)[1]。在課堂中較多地引入物理實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不但可以滿足學(xué)生的操作興趣，還可提高學(xué)生敢于探索自然的勇氣，進(jìn)而提高理論探索的興趣[2]。不同物質(zhì)密度大小關(guān)系的多角度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，從實(shí)際生活中的案例出發(fā)，選取生活中常見的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生更加深刻的理解密度的內(nèi)涵，以及密度這一知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

1.教材展示案例

教材中列舉了鑒定牛奶、酒的品質(zhì)，農(nóng)業(yè)鹽水選種，航空器材的選擇等，針對(duì)樣品密度信息的采集，確定它的種類及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值[3]。這些案例的選取體現(xiàn)了密度的知識(shí)與人們社會(huì)生活的關(guān)系十分密切，但是這些案例對(duì)于初中生來說不常接觸，較為陌生。針對(duì)以上問題，采用下文介紹的多角度演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示，培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)聯(lián)系生活，并應(yīng)用于生活的能力。

2.不同物質(zhì)密度大小關(guān)系的多角度演示實(shí)驗(yàn)

2.1液體的分層實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材主要有量杯、洗潔精、食用油、清水、滴管、攪拌棒和色素。

實(shí)驗(yàn)前先將三個(gè)量杯放在水平桌面上。具體實(shí)驗(yàn)操作：分別在三個(gè)量杯中加入20毫升的洗潔精、20毫升的食用油和20毫升的清水;用滴管分別在洗潔精和清水中滴入3滴不同顏色的色素，并用攪拌棒攪拌均勻;用滴管將清水和食用油依次緩慢的注入到洗潔精的量杯中。學(xué)生觀察到漂亮的液體分層現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生分析得出洗潔精密度最大，沉在量杯底部，清水密度次之，位于中間位置，食用油密度最小，浮在最上層，如圖1所示。

2.2雞蛋懸浮實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材：生雞蛋、透明水杯、食鹽、量杯、清水、色素和攪拌棒。

實(shí)驗(yàn)前先將水杯中加入半杯清水放置水平桌面上，將雞蛋放入水杯中，學(xué)生觀察到雞蛋沉入杯底。請(qǐng)學(xué)生思考，運(yùn)用所給的實(shí)驗(yàn)器材如何能讓雞蛋在水杯中懸浮？具體實(shí)驗(yàn)操作：將水杯中加入100毫升清水和35克食鹽，用攪拌棒攪拌至食鹽溶解，再將雞蛋加入到水杯中，雞蛋浮在鹽水表面;在量筒中加入60毫升清水并滴入幾滴色素，用攪拌棒攪拌均勻;將色素水沿著攪拌棒倒入鹽水杯中。學(xué)生觀察到雞蛋懸浮在鹽水和色素水之間。學(xué)生分析得出雞蛋的密度大于清水的密度所以會(huì)沉入杯底，而鹽水的密度大于雞蛋的密度，所以雞蛋漂浮在食鹽水表面，在鹽水中加入溶有色素的清水，雞蛋就會(huì)停留在色素水和食鹽水之間，如圖2所示。

2.3彩虹雨實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材：食用油、透明杯子、量杯、色素、攪拌棒和清水。

首先向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)器材，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的講解。具體實(shí)驗(yàn)操作：在量杯中加入30毫升的食用油，將不同顏色的色素滴入到食用油中，用攪拌棒攪拌均勻;在透明杯子中加入200毫升的清水;將量杯中的食用油倒入到清水中，靜置幾秒鐘，觀察到杯中出現(xiàn)了美麗的彩虹雨現(xiàn)象。學(xué)生通過觀察、思考得出結(jié)論，由于食用油的密度小于清水的密度，所以漂浮在水面上，但是色素的密度大于清水的密度，所以靜置幾秒鐘之后開始下沉，在色素下沉的過程中與清水相互溶解形成了美麗的彩虹雨現(xiàn)象，如圖3所示。

3.總結(jié)

多角度驗(yàn)證不同物體密度大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)際生活取材，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更大，積極性更高。能夠培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)的操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單易得，學(xué)生可以在家中利用課余時(shí)間，實(shí)際動(dòng)手操作，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手操作能力和創(chuàng)造性思維。

基金項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金資助項(xiàng)目（黔科合J字[2013]2211號(hào)）;貴州省科技廳與貴州師范大學(xué)聯(lián)合基金資助項(xiàng)目（黔科合J字LKS[2010]06號(hào)）。

參考文獻(xiàn)

[1]石紅.物理課堂教學(xué)技能[M].貴陽：貴州人民出版社，2006.

[2]閻金鐸，郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)概論[M].北京：高等教育出版社，2013.

[3]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書編寫組.物理（八年級(jí)）[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：姜媛媛（1992—），女，河南安陽人，研究生。

通訊作者：龐禮軍（1973—），男，貴州貴陽人，教授，研究方向：原子與分子物理;課程與教學(xué)論。