王寶成++侯玉波++蘇福河
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2016)06-102-01
液體對(duì)容器的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn),在舊版課文里是用“凸出的橡皮膜”,直接說明“液體對(duì)容器能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)”。我們認(rèn)為:根據(jù)“力是改變物體形狀的原因”,凸出的橡皮膜,首先是表明液體對(duì)容器能夠產(chǎn)生壓力!故在教學(xué)中必須通過分析后再指出:橡皮膜的凸出程度,也可以間接地表征容器所受壓強(qiáng)的大小(以下仍按傳統(tǒng)的習(xí)慣說法進(jìn)行闡述)。
因?yàn)橐后w有重力,所以對(duì)容器底能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)。學(xué)生自然就會(huì)想到:容器里裝的液體越多、越重,容器底所受的壓強(qiáng)就會(huì)越大。故知我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,不僅要顯示出液體對(duì)容器底能夠產(chǎn)生壓強(qiáng),而且更要能夠證明:容器底所受的壓強(qiáng)大小,是由哪些物理量決定的、又跟哪些因素?zé)o關(guān)。如圖1所示:把裝藥品用的C塑料瓶底,用打孔器打約8mm孔,用橡皮圈給C瓶底扎牢一塊薄膠膜。把C瓶里裝滿水,塞緊插有約8mm粗的短玻璃管的D膠塞,共制作26套(下同)供師生實(shí)驗(yàn)使用。把2.5L大飲料瓶A,跟26個(gè)500ml小飲料瓶B,均截割成約12cm高的水杯,將所有杯底均鉆8mm孔,加膠墊防漏、都要緊固發(fā)動(dòng)師生收集的廢氣門嘴子。
教師先演示:用短乳膠管連通膠塞D的短玻璃管和A杯底的氣門嘴子,向A水杯里加滿水,讓學(xué)生觀察到:C瓶底的膠膜略有凸出。經(jīng)過分析后表明:水對(duì)容器底能夠產(chǎn)生壓強(qiáng),但一大杯水對(duì)瓶底產(chǎn)生的壓強(qiáng)并不明顯。
撤掉A杯師生共同做實(shí)驗(yàn):把長(zhǎng)約50cm的乳膠管,接在B杯底的氣門嘴子上,向B杯里加滿水,當(dāng)膠管口有水流出時(shí),將膠管口接到C瓶膠塞D的短玻璃管上,再往B杯里加滿水后慢慢舉高它,結(jié)果:C瓶底的膠膜凸出的程度隨之增大,當(dāng)B杯舉到最高處時(shí),B杯里的水幾乎全都流進(jìn)C瓶底的膠膜泡里,此時(shí)學(xué)生大為驚奇!這就生動(dòng)地表明了:同種液體對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng),是隨深度的增加而增大,卻跟液重、體積和容器大小或形狀等均無(wú)關(guān)!這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生留下極為深刻的印象!同時(shí)還要讓學(xué)生不斷地改變C瓶底膠膜的方向、結(jié)果能夠顯示出液體對(duì)盛裝它的容器側(cè)壁和頂壁均能產(chǎn)生壓強(qiáng),進(jìn)而突破了“液體對(duì)容器壓強(qiáng)”教學(xué)的一大難點(diǎn),教學(xué)效果頗佳!
⑵探究“液體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)”實(shí)驗(yàn)
在舊版.課文里,編寫圖2上圖所示的裝置:該實(shí)驗(yàn)原理涉及到流速、壓強(qiáng)、射程、下落高度和時(shí)間5個(gè)物理量!既超出初中物理教學(xué)內(nèi)容,又不屬于流體靜力學(xué)范疇。把上圖稍加處理,就露出下圖的真面目:下數(shù)第2個(gè)孔的射程最遠(yuǎn)!現(xiàn)用課本p33.亦采用這種裝置,我們認(rèn)為是不能選用的!
我們的做法如圖3所示:用柱狀的洗潔精瓶改制成26 個(gè)長(zhǎng)塑料筒:發(fā)動(dòng)師生收集到的直徑約 3cm廢金屬盒、規(guī)則的金屬瓶蓋等,用手電鉆鉆2個(gè)直徑約4mm孔,再用鋁空心鉚釘跟長(zhǎng)筒鉚牢(盒與筒壁之間要加膠墊防漏);在香脂盒側(cè)邊,焊牢一根能夠指示橡皮膜凸出程度、細(xì)銅導(dǎo)線當(dāng)作指針,然后給金屬盒蒙上松緊適度的薄膠膜,供師生實(shí)驗(yàn)使用。
亦可按圖4所示教師做演示:取長(zhǎng)約40cm1寸塑料管均分3等份,每等份用手電鉆鉆透6mm孔;下端塞緊膠塞;把男用避孕套前端剪掉分剪成3段,分別套在3排孔上,再用窄透明膠帶沿管壁黑線圈外側(cè)將膠膜扎牢不漏水;在膠塞上插牢一段能指示最低膠膜凸出程度的細(xì)導(dǎo)線,演示程序參看下述(當(dāng)管內(nèi)裝滿水時(shí),通過觀察三圈膠膜凸出程度,再讓學(xué)生回答:“工程師們?yōu)槭裁匆褦r河壩,設(shè)計(jì)成下寬上窄的形狀”?教學(xué)效果甚佳)。
師生探究過程如下:
①把圖3的長(zhǎng)筒直立在桌面上的空水槽里先裝半筒水,通過觀察膠膜形狀的變化和分析能夠說明:水對(duì)長(zhǎng)筒的下半部分的側(cè)壁產(chǎn)生了壓強(qiáng),調(diào)節(jié)指針尖剛好觸到橡皮膜。
②當(dāng)長(zhǎng)筒逐漸傾斜、筒里的水并沒有外溢時(shí):
結(jié)果:指針尖跟膠膜之間的間隙逐漸增大、膠膜的凸出程度越來越小。
說明:水對(duì)容器壁的壓強(qiáng),是隨水的深度而減??;壓強(qiáng)大小跟水深有關(guān),而跟筒里的水重和水的體積無(wú)關(guān);
③向直立的長(zhǎng)筒里逐漸加滿水時(shí):
結(jié)果:膠膜的凸出程度逐漸增大,指針尖給膠膜壓出一個(gè)凹窩。
說明:水對(duì)容器壁的壓強(qiáng),隨水深增加而增大,壓強(qiáng)大小跟水深有關(guān);
④問:此時(shí)假設(shè)長(zhǎng)筒的直徑能夠變粗或變細(xì)、但長(zhǎng)筒里水的深度保持不變時(shí)(向長(zhǎng)筒里緩慢地插進(jìn)露露飲料盒,相當(dāng)于筒徑變細(xì));
結(jié)果:指針尖仍然剛好觸到膠膜,膠膜的凸出程度不變。
說明:當(dāng)水深一定時(shí),水對(duì)容器壁產(chǎn)生壓強(qiáng)大小不變;
⑤把長(zhǎng)筒里的水倒出甩凈,向直立的長(zhǎng)筒里加滿濃鹽水時(shí):
結(jié)果:指針尖給膠膜壓出一個(gè)小凹窩,膠膜的凸出程度有所變大;
說明:液體對(duì)容器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng),還跟液體的密度有關(guān):當(dāng)液體深度一定時(shí),密度大的液體對(duì)容器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)大;
⑥教師演示:把長(zhǎng)筒里的濃鹽水倒出甩凈,向直立的長(zhǎng)筒里加滿普通工業(yè)酒精時(shí):
結(jié)果:指針尖跟膠膜之間,出現(xiàn)了2mm以上的空隙,膠膜的凸出程度明顯變小。
說明:當(dāng)液體深度一定時(shí),密度小的液體對(duì)容器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)小。
通過上述實(shí)驗(yàn)觀察和分析概括,學(xué)生自然就會(huì)總結(jié)出本節(jié)課下列科學(xué)探究結(jié)論:
A、液體對(duì)容器能產(chǎn)生壓強(qiáng);壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;當(dāng)深度一定時(shí),密度大(小)的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)大(?。?。
B、決定液體對(duì)容器產(chǎn)生壓強(qiáng)大小的因素有:液體密度和深度;無(wú)關(guān)因素有:液重、體積和容器的形狀等。向提供圖片和提出很好修改建議的王秀峰高級(jí)教師致謝!以上謬誤難免,敬請(qǐng)施教。