具有“液片”連通器的設計

王海霞

一、設計目的

連通器的原理是連通器中只裝一種液體，當液體靜止時連通器的各部分中的液面總是相平的，在平時的教學中，一般都是利用“假想液片法”，引導學生按以下思路分析：液體靜止——液片處于二力平衡——液片兩側面受到的壓力相等——液片兩側受到的壓強相等——兩管液面高度相等，雖然這種方法有利于培養學生思維能力和運用知識分析問題的能力，但是比較抽象，相當一部分學生在理解“液片”時都有一定的難度，為了克服這一困擾教學效果的難題，我們設計了如圖1所示的實驗裝置，在教學實踐中取得了理想的效果，此裝置將虛無假設的“液片”變為真實可見的模擬液片，使抽象知識直觀化，能降低教材上的知識難度；并且教具的設計貼近生活，使用學生身邊的生活用品以及廢舊材料(注射器及應購買新的)，能激發學生學習興趣、啟發學生的創新意識、培養和訓練學生的動腦動手能力，符合新課改的要求。

二、設計器材

60ml塑料注射器兩個、膠卷桶1個、70mm長的乳膠管2段、中性筆筆芯桿、塑料薄片、無色聚酯薄膜片、細線、透明膠帶等若干。

三、組裝說明

1.制作模擬圓液片：用紅色塑料薄片剪一個直徑略小于膠卷桶內徑的圓片。

2.制作具有液片盒的連通管：

(1)給膠卷桶底部和蓋子中間各鉆一個孔，將一端管口塞著中性筆芯桿的兩端乳膠管，分別插接在膠卷桶底部和蓋子中間。

(2)在模擬圓液片邊緣用針扎兩個相距約10mm的小孔，孔內各穿一截細線：剪寬約10mm的一條無色聚酯薄膜片，將其卷成直徑略小于膠卷桶內徑，用透明膠帶粘結固定；再將模擬圓液片邊緣的兩截細線用透明膠帶粘在聚酯薄膜桶一端，使模擬圓液片與聚酯薄膜筒的圓心基本重合。

(3)將聚酯薄膜筒輕輕套入膠卷桶內，讓掛在筒邊一側的紅色模擬圓液片處于膠卷桶中部，使其平面與膠卷桶底、蓋面平行后合上膠卷桶蓋子，即制成具有液片盒的連通管。

3.組裝連通器：將兩乳膠管分別與兩個60ml的塑料注射器相連，即制成了具有“液片”的連通器。

四、演示說明

從一個的注射器中向裝置注入紅色的水，當兩個注射器中的水面相平時，裝置中的水不流動，膠卷桶中的圓液片豎直靜止，提起右邊的注射器，使右邊注射器中的水面高于左邊注射器中的水面時，連通器中的水從右向左流動，這時可觀察到膠卷桶中的圓液片向左擺動，直到兩注射器中的水面相平時，連通器中的水不再流動，膠卷桶中的圓液片又處于豎直靜止；當降低右邊的注射器時，即左右注射器中的水面再次出現高度差時，觀察到的現象則相反。

五、現象說明

(1)連通器中裝有同種液體，不流動時，各分容器中的液面相平。

(2)兩容器連通的部分有一“液片”，當容器內的液體靜止時，這個“液片”也是靜止的。

(3)“液片”兩個側面受到的壓力相等，壓強也相等。

(4)將假想的液片變為真實可見的，增加了直觀性，降低了難度。

(責任編輯：黃春香)