液体压强演示器的制作与应用

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  在液体压强的起始课教学中,教师们最常用的方法是切去矿泉水瓶底部,再蒙上橡皮膜,用来演示液体对容器底部有压强;用侧壁带孔的玻璃管演示液体对容器侧壁有压强.但在实际教学中笔者发现两种情况下实验效果并不十分明显,因为该实验效果与液体深度有直接的关系.对于50人左右的班级,教室后面的同学几乎看不到明显的实验现象.笔者利用生活中的器材设计并改进了演示液体压强的实验,在教学中取得了很好的实验效果.
  1 教具的制作方法
  (1)取材:容量为2kg的塑料洗衣液桶一个,直径约为5-10mm气泵管1米,普通透明矿泉水瓶一个,剪刀,红墨水,气球,橡皮筋,如图1所示.
  (2)用剪刀在洗衣液桶盖上打一个直径与气泵管直径相当的孔.打孔方法:用剪刀尖压在桶盖上并适当用力旋转剪刀,孔的直径会逐渐变大,直到气泵管能够与孔密合为止,这样打出来的孔的大小可调且较为平滑.
  (3)用同样的方法在桶的侧壁靠近底部处打一个孔,在矿泉水瓶盖上打一个孔,如图2和图3所示.
  (4)用橡皮筋将气球皮紧扎在洗衣液桶的桶盖上.
  (5)将气泵管的一端插入矿泉水瓶的瓶盖上,另一端插入洗衣液桶的侧壁上.装置图如图4所示.
  2 教具的使用方法
  拧下桶盖,洗衣液桶与矿泉水瓶构成一个连通器,让桶口与矿泉水瓶的腰部平齐,往桶内装入红色的水,直到桶中装满水,拧紧桶盖.
  (1)演示液体对容器底部有压强
  将桶口向下放在铁架台上,举高矿泉水瓶,可见桶盖上的气球逐渐变大,因此说明液体对容器底部有压强.
  (2)演示液体对容器侧壁有压强
  将桶口向侧面放在铁架台上,举高矿泉水瓶,可见桶盖上的气球逐渐变大,因此说明液体对容器侧壁有压强.
  (3)演示液体对容器顶部有压强
  将桶口向上正放在铁架台上,当矿泉水瓶内的水面与桶口相平时,桶盖上的橡皮膜是平的,举高矿泉水瓶,可见桶盖上的气球逐渐变大,因此说明液体对容器顶部也有压强.
  3 几点说明
  (1)选择大桶时,宜选用桶壁稍厚的桶.打孔时,应使孔平滑,基本成正圆,孔的大小与气泵管直径相当,因气泵管有弹性,气泵管可与孔紧密接合而且不会有渗漏现象.可多尝试几次.
  (2)盖上桶盖之前,桶内应装满水,否则有空气残留,并不能直观说明液体压强.
  (3)因气球皮形变后难以完全恢复原状,所以每次实验前应重新将气球皮扎紧.
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