初中物理创新实验设计方案(浮力方向的确定)

初中物理创新实验设计方案

一、实验课题名称：惯性定律演示仪

二、实验设计思路：

运用惯性定律（牛顿第一定律）：物体在不受任何外力作用的时候总保持静止或匀速直线运动（物体总保持原有在运动状态直到有外力迫使它改变为止）

三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用：

该实验是八年级物理第八章第二节内容，在已经学习了牛顿第一定律的基础上，研究所有物体都具有惯性，对于学生理解、学习、运用牛顿第一定律以及惯性的知识具有相当重要的作用。

可以说，这个实验是探究物体惯性的核心演示实验，一旦学生通过观察本实验仪的演示，必定会十分深刻在理解和掌握惯性在相关知识。

四、实验器材：

长木板、小车、弹簧、直塑料细管、漏斗、橡皮筋、细线、弹珠、铁钉

五、实验原型及不足之处:

传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。它的不足之处：

⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制；

⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接；

⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。

⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。

（如图）

六、实验创新与改进之处：

⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要； ⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小；

⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小；

⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同

⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接；

1 初中物理创新实验设计方案

大店中学 冀军平

实验名称：气球爆破试验

实验目的：证明大气压强的存在

改进原因：验证大气压强存在的实验是大气压强这节课的重要实验，老师们常做的试验是有一个覆杯实验（小学科学里也有），其目的是想证明大气压强的存在，此实验有两方面的缺陷：第一，有同学认为是水把硬纸片弄湿后沾在杯口了，不能很好的证明是大气压的原因；第二，硬纸片和杯口密封不好，容易掉下来。为此，我做了如下创新：用一个在常温大气压下鼓起的小气球，然后借鉴第一章声现象中讲到的真空铃试验，利用该装置可以建立一个局部的真空环境，然后通过气球被变化来验证大气压强的存在。

设计思路：随着新课程的改革和教材的改版，要我们改革传统的实验设计理念，通过全新的实验教学，提高学生的观察、探究和创新能力。八年级物理下册第十章第三节气体压强中，有一些小实验证明大气压强的存在。由于大气压强非常抽象，学生难以理解，这就要求我们教学时，充分利用身边的物体，巧妙地设计实验，对一些实验进行细微的改进与创新，既可以帮助学生理解，又可以提高学生的学习兴趣。于是，我想到气球爆炸试验，为我们物理课堂增光添彩。

实验器材：小气球（气球不可过大，不然气球可能不会胀破，气球最好带有颜色，如红色、蓝色等）、钟罩、抽气机（两用气筒），导管，凡士林。

实验装置如图：

2

实验操作步骤：

1、在常温下给有颜色的小气球充入适量空气，让气球膨胀。

2、将鼓起的小气球放入钟罩中（钟罩用凡士林密封好），用胶管连接钟罩与抽气机（或两用气筒）通气口，然后打开钟罩的开关，让学生对钟罩内空气进行抽取。

3、观察小气球形状的变化情况。

4、可以看到小气球逐渐变大，当抽气机工作一定时间后可以看到气球在钟罩里面爆炸了，由此可以证明我们生活中大气压的存在。

实验创新点：

1、利用气球爆炸：学生小时候都玩过气球，也有气球在自己嘴中被吹爆的经历，而这个试验却能用大自然地力量——压强来使气球自己胀破，学生可以结合自己的亲身经历来比较它们爆炸的不同原因，从而引起学生的共鸣，也更能让学生快速的接受新知识。

初中物理实验创新方案：

《探究浮力产生的原因及方向》

一、实验名称：浮力产生的原因及方向

二、实验设计思路：

挖掘生活及身边的器材进行实验，提高自我的观察、探究和创新能力。人教版八年级物理第十章一至三节浮力的一些实验可以利用矿泉水瓶、乒乓球、红色的细线来做实验，矿泉水瓶、乒乓球、红色细线来源于身边 ，可以调动学生积极利用身边的器材进行实验，有利于对知识的理解。．选取学生日常生活用器作为实验器材，可以使学生有一种亲切感，感到物理并不神秘，就在我们身边。这有利于调动学生学习积极性和激发他们进行实验探究的热情。 选取日常生活中的物理现象作为实验素材，学生熟悉，内容丰富，易于选取。对于激发学生注意身边的物理现象，解释身边的物理现象，利用身边的物理现象，更好地学以致用，具有重要作用。

三、实验目的：

1.根据乒乓球所处的状态对比得出浮力产生的原因

2.根据红色细线的状态判断浮力的方向

四、实验器材

乒乓球、水、红色细线、矿泉水瓶、剪刀 五、实验操作步骤：

（一）、浮力产生的原因

1.如图甲所示，取一只去底的透明矿泉水瓶，瓶口直径略小于乒乓球直径，将粘有红色细线的乒乓球放入瓶中，然后让红色的细线的另一端伸出矿泉水瓶口，且保持瓶口朝下。

2如图乙所示，往矿泉水瓶里注水，观察乒乓球的状态。

3.用手堵住矿泉水瓶口，并用手拉住红色细线，观察现象

4.用手堵住矿泉水瓶口，并用手拉住红色细线，把矿泉水瓶倾斜，再观察现象

现象解释：在图乙所示的实验中，乒乓球静止不动，且红色系线是弯曲的，这时乒乓球只受到水给它向下的压力。在图丙所示的实验中，乒乓球向上运动，且红色细线也被在竖直方向上拉直了，这是由于乒乓球下面积积满了水，乒乓球即受到水对它向下的压力，又受到水对它向上的压力，并且向上的压力大于向下的压力.，从而在乒乓球上下两个表面产生了压力差，这就是浮力产生的原因。在丁图中矿泉水瓶倾斜了，但是红色细线仍是竖直的，通过与图丙对比得出浮力的方向是竖直向上的。

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验证“浮力方向”的创新实验设计

作者：季卫新

来源：《教学与管理(中学版)》2017年第09期

摘 要 苏科版初中物理教材（八年级下册）第十章第四节“浮力”，只提到“浮力是向上”的，没有谈及“竖直向上”，且没有设计“如何验证浮力方向”。那么如何设计方案来“验证浮力方向是竖直向上”的呢？理论分析、现象观察和概念判定，将是设计的三大主线；巧妙参照“重力方向”和“水平面”，将是设计的主要途径。

关键词 浮力方向 竖直向上 重力方向 水平面 创新实验

2017年度江苏省“五四杯”初中青年教师课堂教学展评中，初中物理的课题是“浮力”。参赛选手在教学过程中，全部回避了“浮力方向”问题。在交流过程中发现，选手们之所以回避“浮力方向”问题，其原因主要有以下几点：

1.苏科版初中物理教材（八年级下册）中[1]，只提到“浮力是向上”的，没有谈及“竖直向上”。因为对教材意图把握不准，所以就采取了回避态度。

2.由于不知道如何设计实验来“验证浮力方向是竖直向上”的，所以果断采取了放弃的方式。

国家义务教育物理课程标准（2011年版）[2]，明确指出，对于浮力的课程标准是：“2.2.9通过实验，认识浮力”。其行为动词界定为“认识”，属于二级要求。根据课程标准，对于浮力的方向，如果只是“向上”，显然是远远不够的。所以，不管教材有没有“浮力的方向是竖直向上的”，在备课时，都要处理好这一点。

设计一些可行的实验，来验证“浮力的方向是竖直向上的”，也就成了本节课的一大“亮点”。笔者在此提出几种设计方案，与读者一起探讨。 龙源期刊网

一、利用“二力平衡”进行理论推导

器材准备：兵乓球1个；烧杯1个（大小适中）；水适量。

实验设计：如图1所示，将兵乓球（也可以选择其他漂浮的物体）静置水面，使其处于漂浮状态。