液體壓強演示儀的設計與制作

蔣勝芝

液體壓強演示儀的設計與制作

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》一節中，為了使學生對“液體內部的壓強”有更加簡單明了的理解，設計制作了液體壓強演示儀。

液體壓強；演示儀；創新；自制教具

一、問題的提出

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

圖1　

如圖2所示，是課本18頁測量液體內部壓強的儀器。

圖2

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

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.結構介紹

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在微小壓強計的液柱變化上。通過各個微小壓強計內液柱的高度差說明容器內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。為了能隨時調整微小壓強計與探頭相連部分內的氣壓，在橡膠管中間安裝了調氣閥。

四、使用方法

學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，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“調氣閥”調整微小壓強計內的液柱高度，使微小壓強計內液面高度持平。

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，容器內加入液體，旋轉升降臺的手柄，控制探頭的高度，當六個探頭都進入液面時停止旋轉，觀察微小壓強計內液柱的變化；再調整升降臺，使探頭繼續下移，在液體中浸沒更深，再觀察微小壓強計內液柱的變化；邊調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，及微小壓強計內液柱的高度差相等得出“在液體內部的同一深度，向各方向的壓強相等”這一結論。

實驗完畢，升起探頭到液面以上，打開調氣閥。

五、優點

（1）該演示儀可以同時得出在液體內部的同一深度向各個方向的壓強大小相等，等時高效。使學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象，將液體壓強的特點很好地展示，教具設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，性能穩定，充分體現了其科學性、示范性和實用性的特色?？芍貜褪褂茫阌诮處熥灾仆茝V。

六、結束語

本教具的設計與制作對豐富教學方法和教學手段有著十分重要的作用，對學生創新意識的培養也有很好的促進作用。體現了科學知識和科學探究過程相統一的原則。作為一名一線教師，在平時的教學活動中注重滲透一種思想：科學探究永無止境，那么對學生的影響也將是深遠的，在學生的內心深處也將埋下科學探究的種子。

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

［2］ 王棣生.中學物理創新教法［M］.北京：學苑出版社，2001.

蔣勝芝，本科，中教高級。河北省內丘縣第二中學，054200