在《科学探究：浮力的大小》一课中谈我对科学探究的认识

1．教材分析1．1教材的地位和作用《科学探究：浮力的大小》是八年级物理——流体力学第二节的内容，它是在学生经历了第一节浮力概念的建立、物体浮沉的探索基础上对“浮力大小与什么有关”问题的思索并进一步探索，最终在科学实践的基础上形成对“决定浮力大小因素”的认识，为学习阿基米德原理奠定了重要的实践和理论基础。     

如何辅导学生解浮力计算题

应用阿基米德定律和物体的浮沉条件等规律来解决有关浮力计算是中学物理教学中的一个难点.有关浮力习题,量大、题型多,由于浮力是随物体浸入液体中的情况不同而变化的,所以解浮力习题似乎没有一定的规律,因此不少学生反映,浮力定律好背,浮力习题难解,特别是有几次沉浮过程的复杂题,更是无从下手.解浮力习题主要应用三方面的物理知识:一是阿基米德定律,二是物体的浮沉条件,三是力的平衡知识,浮力习题变化虽多,但只要我们仔细观察,可以发现.浮力习题可划分     

匀质、静止流体中刚性物体所受的浮力

根据流体静力学的结论,计算了重力场内匀质、静止流体中刚性物体在三种不同情形下所受的浮力,与阿基米德原理给出的结论一致。计算和讨论过程加深了对浮力本质的认识。     

水动浮力

在自然界,存在水静浮力和水动浮力.一个在水下或水面静态的物体承受水静浮力,阿基米德发现水静浮力的定量值等于该物体的排水量.一个在水下或水面对水平面保持某一攻角运动的物体会激起水动浮力.从物理定性看,水动浮力与运动物体的速度、尺度、吃水深度、攻角的角度、水的密度以及体现重力场对流场作用的重力加速度等物理因素密切相关.如果用数学解析式表述水动浮力的定量值,那么它是这些物理因素的函数.人们希望知道水动浮力,为此,提出研究这个问题.本文利用一种新的积分变换求解水动浮力问题,得到水动浮力定量值的解析表达式,该式概括了运动物体相关物理因素对水动浮力的贡献和它们之间的相互制约关系,与物理定性相符合.用本文的结果设计建造的实船,在实航验证时显示:理论计算得到的结果与试验实测得到的数据相符合.这表明,本文的研究结果是符合实际的,具有普遍意义.该方法可解决很多水动力工程的设计和生产问题.本文在最后,对比我们的研究结果,对前人的水动升力近似估算式做了讨论.     

打造机器人版“曹冲称象”

“曹冲称象”在中国几乎是妇孺皆知的故事。年仅六岁的曹冲，利用漂浮在水面上的物体的重力等于水对物体的浮力这一物理原理，解决了一个连许多有学问的成年人都一筹莫展的大难题，这不能不说是一个奇迹。     

漂浮小魔术

在我们的周围有很多现象都很有趣,若细究起来还真有很多的道理,只不过我们生活在其中,习以为常,并不在意。我们知道,流体都可以对被包围的物体产生浮力,浮力的原理也很简单,物体要占据本来流体所占据的空间,物体排出流体的所受的重力就等于物体所受浮力的大小。     

“常压潜水装具浮力包”在静压下浮力值变化的研究

本文是通过实验方法来测定“常压潜水装具浮力包”在静水压下浮力值的变化情况。“浮力包”全部浸入水中,在静水压力下其浮力值的变化是通过系在“浮力包”下端的浮力传感试棒上的应变片,采用惠斯顿电桥电路测量原理测出应变片的应变值(ε)的变化,根据浮力传感试棒的拉力(F)和应变值(ε)的关系曲线得到“常压潜水装具浮力包”在不同静水压下浮力值的变化。     

测定物体微小质量变化的浮力天平原理与设计

利用双光束干涉原理与浮力定律,对一台能测定物体微小质量变化的浮力天平原理与设计进行了讨论.结果表明：无论是浮力天平的感量、灵敏度、最大载荷、精度等,都要比现有的天平优越,并具有广泛的应用领域.     

浮子电容式石油密度传感器的研究

推导出浮式电容式石油密度传感器的数学模型,设计了机械,电路结构,进行了误差人析和误差修正,根据阿基米德浮力原理,采用不锈钢浮子及多层筒形电容,组成高精度石油密度传感器。     

灵感来自偶然

古希腊有个故事：国王做了一顶纯金王冠,派阿基米德检测是否掺了银子,这位大科学家冥思苦想,试了很多次都失败了。直到有一天,他洗澡时坐进澡盆,看到水往外溢,恍然大悟,运用浮力原理解决了难题。     

固体体积弹簧测量秤

测量不规则固体的体积,在初中物理课本上是用量筒排水法来测定的,如果被测固体体积较大,则就要使用大量筒来进行测量。而大量筒的内径增大,因而量筒每格刻度数值所表示的体积数也就增大,这样测量固体体积的误差也就增大。如果要求测量精度很高时,使用量筒排水法显然就不行了。在创新课上,老师讲授“缺点改正发明法”后,我就想起了量筒排水法测量固体体积时的误差问题,如何才能提高测量精度呢?我能改正它的缺点吗?于是,我就回忆起阿基米德定律,当被测固体全部浸没水中时,它所受到的浮力F浮=ρ水·V排,V排和物体的体积完全相等,即V排=V物。…     

也谈《阿基米德浮力定律》

本文对阿基米德浮力定律进行了严格的证明,并且对液体密度不均匀的情况进行了讨论,得出了一些有益的结论。     

浮力分析

本文运用从特殊到一般的讨论方法，总结出浸在液体里的物体受到浮力等于物体各表面所受压力的矢量和，从而加深对浮力概念的理解。     

中性浮力下实验体模拟对地定向控制律设计

中性浮力法是模拟空间微重力环境的一种常用手段,其原理是利用水的浮力平衡物体所受的重力,使物体处于漂浮状态。该方法模拟的微重力环境相似度高,持续时间长,可以提供6自由度运动模拟,因此采用该方法实现空间飞行器空间任务的地面模拟演示和功能验证是可行的。本文研究了中性浮力下实验体模拟对地定向控制律设计问题。文中首先根据流体力学和动量矩定理推导出实验体的姿态动力学方程,并通过本体坐标系与参考坐标系的关系,得出用于控制的动力学方程;然后在理想状态下基于该动力学方程,使用Lyapunov方法设计实验体模拟对地定向控制律,并证明了闭环系统的渐进稳定性;最后通过仿真验证了控制算法的性能。为中性浮力环境下实验体的空间任务模拟提供理论基础。     

惯性质量和引力质量相等原理与马赫原理的自洽问题

本文讨论了关于物体惯性质量概念的两种——牛顿的和马赫的观点,应用“准马赫原理”来论证引力质量和惯性质量的等效性。     

牛刀小试

Nono：Key，你知道浮力吗？ Key：嗯，科学课上老师说过。 Nono：我来给你表演一个“浮力魔术”吧。     

空间飞行器中性浮力实验体结构设计

中性浮力地面实验系统的实验体设计问题是有效实现空间飞行器研制阶段地面演示验证实验的关键技术之一。根据实验系统的任务需求,对实验体结构系统进行了设计。首先根据阿基米德原理对浮心和重心相对位置进行设计;然后通过对质量特性进行计算,给出了实验体结构的最终设计方案;并进行了物理仿真实验,实验结果证明了设计方案的合理性和可行性。     

浮力初探

运用从特殊到一般的讨论方法，对浸在液体里的物体受到的浮力作了初步分析，有助于对浮力概念的理解。     

一种提高物体质量检测精度的方法研究

对于一个物体,自从国际上统一用质量取代重量的称谓之后,质量概念的使用和应用就一直存在着较多的问题,随之,密度概念的理解和使用也受到比重的影响。本文是对一种提高物体质量检测精度的方法的探讨和研究,即:如果知道被测物密度就可直接进行空气浮力系数修正,消除空气浮力的影响,达到真空状态下测定物体质量的精度。     

杠杆的再认识

针对阿基米德原理指出的杠杆平衡条件不能直观地解决物体所受不过支点的力为3个以上的问题,提出杠杆平衡的本质是总力矩为0;同时针对同一个滑轮在做定滑轮和动滑轮时,支点发生了变化且动滑轮的支点还在不停运动的问题,提出了广义支点的概念,很好解决了此问题。