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1 从一道初中物理竞赛题说起
初中物理有这样一道竞赛题：运输液体货物的槽车，液体上有气泡，如图1所示，当车开动时，气泡相对于容器怎样运动？
网上的解析是：车内的液体和气泡原来都处于静止状态，当车向前开动时，液体和气泡都有惯性，仍要保持原来的静止状态，即液体和气泡都要相对于车向后运动，但由于液体的质量远大于气泡的质量，因此液体的惯性远大于气泡的惯性，当液体相对于车向后运动时，液体将挤压气泡，使气泡相对于车向前运动.
这样的解释虽然能帮助初中学生做对类似的题目，但在道理上却还是含糊不清的，比如液体为什么会向前挤压气泡？气泡有惯性既然要相对于车向后运动，为什么受液体作用又相对于车向前运动？等到学生升学到高中，再次接触类似惯性现象问题时，一定更渴望有一个更加明确的答案.
2 “不听话”的空心塑料球
为了帮助学生深入理解惯性“反常”，教师可以自制水箱（如图2）.
在水箱中分别有体积大小相同的红黄两球，红球内装满了沙子，由轻绳竖直悬挂于水中.黄球则是空心的塑料球，下端由于轻绳拉住而未漂浮.当水箱突然向右边加速，观察两个球的运动状态，现象令人惊讶：红球正如所想象的，相对于水箱向后运动，但黄球却相对向前运动.这是为什么呢？
先从浮力产生的根本原因说起.
3 浮力概念
浸在水中的物体之所以会受到浮力作用，是因为在重力的影响下，物体上下两侧存在液体压强差，如图3所示，在位置h1和h2之间会有一个压强差，大小为ρ水g（h2-h1），即当有高为h2-h1，底面积为S的物块浸没在如图所示位置时，所受的浮力F浮=ρ水g（h2-h1）S=ρ水gV排，方向为重力反方向，竖直向上.
4 类比法建立起非惯性系中的“浮力”概念
现在再来分析以加速度a向右的水箱中水的压强，显然水箱为非惯性系，如图4所示，类比竖直方向由于重力作用导致 [LL]液体压强差，大小为ρ水g（h2-h1）；而此时在水平方向上由于水受到向左的惯性力作用，也比对应有一个压强差ρ水a（l2-l1），设侧面积为S′，则在水平方向上也必对应有“浮力”F浮=ρ水a（l2-l1）S′=ρ水aV排，方向与水平向左的惯性力方向相反.
这样，再来讨论红色实心沙球和黄色空心塑料球相对于容器非惯性系的运动情况，只需要对其水平方向上受力分析即[JP2]可.对于黄色空心球，既要受到水平向右的
5 “假想法”定性说明
其实，相对于地面参考系，也能做出定性解释：当水箱向右加速时，因为水的惯性，黄色空心球左侧的水会变得“稠密”，而右侧的水变得“稀疏”，因而会对黄球有向右的作用力；同时我们假想一个和黄球处于同一位置且体积相同的“水球”来对比，“水球”受同样大小向右的力作用，且水相对于水箱是相对静止的，即“水球”所获得的加速度和水箱加速度相同，但“水球”的质量大于黄球质量，因而同样的作用力，黄球的加速度大于“水球”的，即相对于水箱向右运动.这种“假想”对比法，也正说明了物体抵抗运动状态改变的能力即惯性大小是取决于质量大小的，即惯性质量.
这样，再来看初中那道竞赛题，学生既可以采用水箱为非惯性系下“浮力”来定量分析，也可以以地面为惯性系，采用“假想法”定性说明.从而引发学生对身边物理问题，不再轻易只是通过想象来得出结论，而是会去实验探究，发现反常情况，则要认真理论分析研究，得到正确的解释，使得认识产生质的飞跃，这正是物理教学要对学生科学素养的培养吧！
拓展练习 如图5在玻璃管中放一个乒乓球（直径小于玻璃管内径）并注满水，然后用软木塞封住管口，将此玻璃管固定在转盘上，处于静止，当转盘在水平面内绕轴旋转时，乒乓球运动情况会怎样？
初中物理有这样一道竞赛题：运输液体货物的槽车，液体上有气泡，如图1所示，当车开动时，气泡相对于容器怎样运动？
网上的解析是：车内的液体和气泡原来都处于静止状态，当车向前开动时，液体和气泡都有惯性，仍要保持原来的静止状态，即液体和气泡都要相对于车向后运动，但由于液体的质量远大于气泡的质量，因此液体的惯性远大于气泡的惯性，当液体相对于车向后运动时，液体将挤压气泡，使气泡相对于车向前运动.
这样的解释虽然能帮助初中学生做对类似的题目，但在道理上却还是含糊不清的，比如液体为什么会向前挤压气泡？气泡有惯性既然要相对于车向后运动，为什么受液体作用又相对于车向前运动？等到学生升学到高中，再次接触类似惯性现象问题时，一定更渴望有一个更加明确的答案.
2 “不听话”的空心塑料球
为了帮助学生深入理解惯性“反常”，教师可以自制水箱（如图2）.
在水箱中分别有体积大小相同的红黄两球，红球内装满了沙子，由轻绳竖直悬挂于水中.黄球则是空心的塑料球，下端由于轻绳拉住而未漂浮.当水箱突然向右边加速，观察两个球的运动状态，现象令人惊讶：红球正如所想象的，相对于水箱向后运动，但黄球却相对向前运动.这是为什么呢？
先从浮力产生的根本原因说起.
3 浮力概念
浸在水中的物体之所以会受到浮力作用，是因为在重力的影响下，物体上下两侧存在液体压强差，如图3所示，在位置h1和h2之间会有一个压强差，大小为ρ水g（h2-h1），即当有高为h2-h1，底面积为S的物块浸没在如图所示位置时，所受的浮力F浮=ρ水g（h2-h1）S=ρ水gV排，方向为重力反方向，竖直向上.
4 类比法建立起非惯性系中的“浮力”概念
现在再来分析以加速度a向右的水箱中水的压强，显然水箱为非惯性系，如图4所示，类比竖直方向由于重力作用导致 [LL]液体压强差，大小为ρ水g（h2-h1）；而此时在水平方向上由于水受到向左的惯性力作用，也比对应有一个压强差ρ水a（l2-l1），设侧面积为S′，则在水平方向上也必对应有“浮力”F浮=ρ水a（l2-l1）S′=ρ水aV排，方向与水平向左的惯性力方向相反.
这样，再来讨论红色实心沙球和黄色空心塑料球相对于容器非惯性系的运动情况，只需要对其水平方向上受力分析即[JP2]可.对于黄色空心球，既要受到水平向右的
5 “假想法”定性说明
其实，相对于地面参考系，也能做出定性解释：当水箱向右加速时，因为水的惯性，黄色空心球左侧的水会变得“稠密”，而右侧的水变得“稀疏”，因而会对黄球有向右的作用力；同时我们假想一个和黄球处于同一位置且体积相同的“水球”来对比，“水球”受同样大小向右的力作用，且水相对于水箱是相对静止的，即“水球”所获得的加速度和水箱加速度相同，但“水球”的质量大于黄球质量，因而同样的作用力，黄球的加速度大于“水球”的，即相对于水箱向右运动.这种“假想”对比法，也正说明了物体抵抗运动状态改变的能力即惯性大小是取决于质量大小的，即惯性质量.
这样，再来看初中那道竞赛题，学生既可以采用水箱为非惯性系下“浮力”来定量分析，也可以以地面为惯性系，采用“假想法”定性说明.从而引发学生对身边物理问题，不再轻易只是通过想象来得出结论，而是会去实验探究，发现反常情况，则要认真理论分析研究，得到正确的解释，使得认识产生质的飞跃，这正是物理教学要对学生科学素养的培养吧！
拓展练习 如图5在玻璃管中放一个乒乓球（直径小于玻璃管内径）并注满水，然后用软木塞封住管口，将此玻璃管固定在转盘上，处于静止，当转盘在水平面内绕轴旋转时，乒乓球运动情况会怎样？