原始物理问题.ppt

石块投入前 ∵船和石块处于漂浮状态 ∴F浮= G船+G石=ρ水gV排 解得：V排= （G船+G石 ）/ρ水g 石块投入后， ∵船处漂浮状态 ∴ G船=ρ水gV排1 解得排开船的体积为：V排1= G船/ρ水g ∵石块完全浸于水中 ∴石块排开水的体积V排2 = V石=G石/ρ石g ∴排开水的总体积为：V排1+ V排2= G船/ρ水g +G石/ρ石g 比较：V排V排1+ V排2 ∴石块投入水后，液面下降了 二、研究过程 学生类 别 A B C D E 思维类型 思维全面（关键点全部找到） 思维基本全面 思维部分全面 思维不全面 其它 答题情 况 描 述 能够正确抽象物理模型，考虑问题全面，完全正确地得到了答案。 能够正确的赋值并利用公式解决问题，但到最后思维出现偏差，导致错误 只考虑到石块落进水里水面会上升，而并没有考虑到石块从船里投进水里的同时水面也会下降。 受到生活中的现象影响，完全凭借想象认为石块落进水里水面一定会上升。 属个别现象，如没有得到结果或做到中途不能继续。 人数 10 16 19 4 1 所占比 例 20% 32% 38% 8% 2% 1.不同思维类型学生所占比例如下表 2.各类学生的思维特点分析 （1）A组 下面是这类学生中的一个比较典型的口语报告材料。（以下简称教师为T,学生为A1）。 (1)A组 A1同学的口语报告材料如下： T：这种题你以前见过吗？ A1：没有。 T：你觉得和你以前做的习题有什么区别？ A1：那些题都是直接有数量关系，这题是一种文字表达，比较抽象。 T：比较抽象是什么意思？ A1：抽象就是没有数字量表示。 T：没有数字是吧？ A1：嗯。 T：那你觉得碰到这样的题你有什么办法呢？ A1：我觉得是分析这道题的题意，这道题在一个水池里浮着一条船，船载满了石块，这是一种情况，它载满石块时，船漂浮在水面上，所以船的浮力等于它的重力，然后船的总的浮力等于它两个加起来的重力，也就是船的重力加上石块的重力，要求它水面是否上升还是下降，就得知道它排水的体积， 根据第一个就知道它排水的体积是船的重力加上石块的重力比上水的密度和g。如果把石块全部扔到水池里，石块是下沉的，它排水的体积就等于它本身的体积，它的重力比上石块的密度乘以g，船还是在上面漂浮，船的浮力就等于它的重力，可以求出船排出水的体积是船的重力比上ρ水g。这两个相比，比较的时候，就是船排水的体积是相等的，然后比石块排出水的体积，石块的密度大于水的密度，池里的水面是下降的。 研究分析： 这类学生看到题后，能够从题目的问题：“水面是上升还是下降”入手，直接抓住问题的关键，那就是“比较石块落入水池前后的排水体积”，表明问题解决中定向表征的形成与思维的关联运动密切相关的。这类学生先后通过浮沉条件和受力分析清晰的得到了石块落入水池前后的体积的定量关系，同时很自然转化成了比较石块和水的密度，问题很容易被解决了。 这类学生能够正确的抽象模型，表明了这类学生的抽象表征水平很高。这类学生在分析石块落入水池前后的排水体积的过程中，思维严谨，条理清楚，表明这类学生的物理表征和方法表征的能力很强。在推导体积时，这类学生也能迅速而清晰的得到石块落入水池前后的排水体积的表达式，表明这类学生的数学表征能力很强。凡是得到此类答案的学生，都能够抓住此这道原始物理问题的本质，迅速准确地忽略次要因素，对整个物理情景也很清楚。表明这类学生的思维活跃，创新能力很强。 (2)B组 下面是这类学生中的一个比较典型的口语报告材料。（以下简称学生为B1）。 T：你看到这道题是怎么想的？ B1：我看到这道题以后，我先会想，石块进入水中以后，它上涨的幅度会上升的比船大还是比船小，因为船卸下石块以后，水面肯定会下降，我就想，石块进入水里以后，它上升的幅度是比船离开石块下降的大还是小。 T：然后呢？ B1：因为他说石块是全部浸没在水里的，所以石块排出的体积等于物体的体积，算出石块的浮力，它的公式是F浮=G排=ρ液gv排，把石块扔进水里，相当于增大了水的体积，所以，液面就会上升。 T：你想当时把船和石块一块放进水里液面是上升的吧？ B1：嗯。 T：那你有没有想过，把石块拿下去先不放水里液面会怎么样? B1：下降。 T:对呀！这时液面是会下降一部分的，你把石块扔水里液面又会怎么样？ B1：上升。 T：那是不是要把石块没放进水里的时候下降的部分和把石块放进水里上升的部分作比较？ B1：嗯。 T：其实你没考虑到石块拿下来液面会下降，少考虑了这个！ B1：嗯。 研究分析： B组同学在解题过程中相对于C组同学有了一定的进步，“我看到这道题以后，我先会想，石块进入水中以后，它上涨的幅度会上升的比船大还是比船小，因为船卸下石块以后，水面肯定会下降，我