蔣勝芝

液體壓強演示儀的設(shè)計與制作

蔣勝芝

在新課標人教版《物理》八年級下冊第九章《液體的壓強》一節(jié)中，為了使學(xué)生對“液體內(nèi)部的壓強”有更加簡單明了的理解，設(shè)計制作了液體壓強演示儀。

液體壓強；演示儀；創(chuàng)新；自制教具

一、問題的提出

在學(xué)習新課標人教版八年級《物理》下冊《液體的壓強》一節(jié)中，第一個問題是液體壓強的特點。如圖1所示，液體能從容器側(cè)壁的孔中噴出，說明液體對側(cè)面有壓強。

圖1　

如圖2所示，是課本18頁測量液體內(nèi)部壓強的儀器。

圖2

圖1所示實驗說明液體對容器側(cè)壁有壓強，定性的演示；圖2所示實驗需要多次測量、記錄才能得出結(jié)論，不能同時得出“在液體內(nèi)部的同一深度，向各方向的壓強相等”這一結(jié)論。學(xué)生容易形成模糊的物理概念，課堂效率較低。如何能使學(xué)生簡單明了滴直接得出結(jié)論呢？在教學(xué)實踐中，筆者深深地感受到實驗室配置的液體內(nèi)部壓強計還有可改進之處。對此，結(jié)合教材實際，提出了自制教具的設(shè)想，通過自制教具降低難點，使學(xué)生易于探究、便于掌握，從而出色地完成學(xué)習目標。經(jīng)過多次嘗試、反復(fù)試驗，設(shè)計制作了液體壓強演示儀，使學(xué)生對液體壓強特點的學(xué)習更加簡單明了。

二、儀器裝置介紹

1.裝置原理圖

圖3　 裝置原理圖

2.實物圖

圖4　 實物圖

3.結(jié)構(gòu)介紹

液體壓強演示儀共由幾部分組成：容器、微小壓強計、升降臺、探頭、底座及橡膠管組成。

容器可以盛放不同的液體，液體不同，密度不同，同一深度的壓強也不同。

微小壓強計固定在一個底板上，每個微小壓強計通過橡膠管與各個方向的探頭相連，液體對探頭上橡皮膜的壓強通過橡膠管呈現(xiàn)在微小壓強計的液柱變化上。通過各個微小壓強計內(nèi)液柱的高度差說明容器內(nèi)液體對各個方向的探頭都有壓強并且在同一深度向各個方向的壓強大小相等。

探頭是在一個圓環(huán)上固定著同一深度向上、下、前、后、左、右6個方向的探頭，通過支撐架固定在微小壓強計的底板上。

升降臺的作用是調(diào)整探頭的高度，升降臺的支撐臂固定在底板的背面。升降臺可以使探頭處于液體中不同的深度。

三、制作方法

（1）盛液體的容器由5塊有機玻璃板用玻璃膠粘制而成。

（2）底板制備：在一塊長方形的木板上，正面分別排列固定微小壓強計，背面固定探頭的支架和升降臺，再把每個微小壓強計與探頭相連的橡膠管稍加固定。即成為各個方向液體壓強的定量顯示板，底板就做好了。

（3）探頭的制作。在一個圓環(huán)上同一高度、不同方向固定6個探頭，每個探頭再通過塑料管和玻璃管由橡膠管與各個微小壓強計相連。

（4）將每個微小壓強計的一端與各個方向的探頭用橡膠管連接（微小壓強計與橡膠管連接的地方添加一個塑料彈簧，防止橡膠管打死折）。將橡膠管在底板背面稍加固定。為了能隨時調(diào)整微小壓強計與探頭相連部分內(nèi)的氣壓，在橡膠管中間安裝了調(diào)氣閥。

四、使用方法

學(xué)生實驗時先將紅色液體分別注入“2，3，4，6，7，8”這6個微小壓強計內(nèi)的指定刻度，這6個微小壓強計分別與探頭的“上、前、左、右、后、下”六個方向相連；再將綠色液體注入“1，5，9”3個微小壓強計內(nèi)，到指定刻度，這三個盛綠色液體的微小壓強計不與探頭相連，起對比作用。通過底板背面的“調(diào)氣閥”調(diào)整微小壓強計內(nèi)的液柱高度，使微小壓強計內(nèi)液面高度持平。

繃膜時，橡皮膜套在探頭上的操作要盡量減小各探頭上的橡皮膜松緊度，以減小誤差。

實驗時，容器內(nèi)加入液體，旋轉(zhuǎn)升降臺的手柄，控制探頭的高度，當六個探頭都進入液面時停止旋轉(zhuǎn)，觀察微小壓強計內(nèi)液柱的變化；再調(diào)整升降臺，使探頭繼續(xù)下移，在液體中浸沒更深，再觀察微小壓強計內(nèi)液柱的變化；邊調(diào)整探頭的高度邊觀察液柱的變化。由同一深度不同方向的探頭在液體中的位置，及微小壓強計內(nèi)液柱的高度差相等得出“在液體內(nèi)部的同一深度，向各方向的壓強相等”這一結(jié)論。

實驗完畢，升起探頭到液面以上，打開調(diào)氣閥。

五、優(yōu)點

（1）該演示儀可以同時得出在液體內(nèi)部的同一深度向各個方向的壓強大小相等，等時高效。使學(xué)生對液體壓強概念的建立更加清晰。

（2）本教具通過形象直觀的實驗現(xiàn)象，將液體壓強的特點很好地展示，教具設(shè)計具有很好的對比性、整合性。

（3）該演示儀操作簡單，使用方便，性能穩(wěn)定，充分體現(xiàn)了其科學(xué)性、示范性和實用性的特色?？芍貜?fù)使用，便于教師自制推廣。

六、結(jié)束語

本教具的設(shè)計與制作對豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段有著十分重要的作用，對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)也有很好的促進作用。體現(xiàn)了科學(xué)知識和科學(xué)探究過程相統(tǒng)一的原則。作為一名一線教師，在平時的教學(xué)活動中注重滲透一種思想：科學(xué)探究永無止境，那么對學(xué)生的影響也將是深遠的，在學(xué)生的內(nèi)心深處也將埋下科學(xué)探究的種子。

［1］ 義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）解讀［M］.北京：高等教育出版社，2012.

［2］ 王棣生.中學(xué)物理創(chuàng)新教法［M］.北京：學(xué)苑出版社，2001.

蔣勝芝，本科，中教高級。河北省內(nèi)丘縣第二中學(xué)，054200