“體驗液體壓強存在”的實驗改進

(江蘇省宿遷市鐘吾國際學校，江蘇 宿遷 223800)

1 問題的提出

蘇科版八年級物理教材中編排的“體驗液體壓強的存在”演示實驗如圖1所示，在實際教學中坐在后排的學生看不清楚橡皮膜凸起和凹陷，且這些演示實驗只驗證了液體對容器底部和側(cè)壁有壓強、液體內(nèi)部有向上的壓強，不能展示液體對容器不同部位、液體內(nèi)部在各個方向上都有壓強。

圖1

2 實驗改進

2.1 實驗教學目標

(1) 知識與技能：知道液體對容器各個方向都有壓強；知道液體內(nèi)部在各個方向上都有壓強。

(2) 過程與方法：通過實驗培養(yǎng)學生的合作能力、動手能力和歸納總結(jié)能力。

(3) 情感、態(tài)度與價值觀：使學生通過生動、有趣的實驗，享受學習的樂趣，培養(yǎng)學生積極探究、實事求是的科學態(tài)度。

2.2 實驗改進過程

(1) 體驗液體對容器壁的壓強

用輸液裝置制造“噴泉”引入實驗課題(如圖2)，提出疑問：俗話說“水往低處流”，而噴泉的水為什么會向高處噴呢？以此激發(fā)學生興趣，知道液體有壓強。

圖2

圖3

在體驗液體對容器壁有壓強時，根據(jù)輸液體驗，為了使實驗現(xiàn)象更為明顯，采用如圖3所示的裝置，使上述“噴泉”裝置與活塞可以運動的注射器相連接。

當注射器水平放置時，活塞相當于容器的側(cè)壁，打開開關(guān)后活塞運動了，可知活塞受到水的壓力，說明液體對容器側(cè)壁一定有壓強。當活塞豎直向下時，活塞相當于容器的底部，開始時活塞是靜止的，打開開關(guān)后活塞運動了，說明液體對容器底部有壓強。當活塞豎直向上時，活塞相當于容器的上壁，打開開關(guān)后活塞運動了，說明液體對容器上壁有壓強。當活塞處于任意角度的位置時(演示360°)，打開開關(guān)后活塞都運動，說明液體對容器在各個方向上都有壓強。

(2) 體驗液體內(nèi)部壓強

圖4

體驗液體內(nèi)部壓強采用分組實驗，戴塑料薄膜手套深入水槽中，可以觀察到手套被壓在手上，手掌手背都能感受到水的壓力，說明液體對手有壓強。多換幾次方向(前、后、左、右、上、下)，從視覺和觸覺兩方面體驗液體內(nèi)部在各個方向上都有壓強(如圖4)。

2.3 實驗操作要領(lǐng)

(1) 輸液瓶上端開口，灌入紅色墨水更顯眼；

(2) 輸液管不可折疊，管中空氣要排出；

(3) 選擇的注射器活塞與筒壁的接觸不能過緊也不能過松；

(4) 液柱越高，實驗現(xiàn)象越明顯；

(5) 在塑料薄膜手套內(nèi)不要有水進入。

2.4 實驗裝置的優(yōu)點

(1) 實驗取材簡易，學生不僅可以在課堂上實驗，還可以在課后深入探究；

(2) 通過觀察活塞運動，體驗液體對容器底部和側(cè)壁有壓強，變靜態(tài)觀察為動態(tài)觀察，實驗現(xiàn)象更明顯，學生的印象更深刻，思維更活躍；

(3) 可體驗液體對容器各個部位都有壓強；液體內(nèi)部在各個方向上都有壓強，使得出的結(jié)論更具有普遍性；

(4) 實驗操作簡單，現(xiàn)象直觀，從視覺和觸覺兩方面的體驗更加深刻；

(5)設計的實驗裝置有利于后續(xù)探究液體壓強的影響因素。

3 結(jié)語

筆者使用本案例在江蘇省實驗說課比賽中取得了優(yōu)異的成績，在課堂教學的實踐中，也取得了非常好的效果，我們物理教師在平時的教學中應充分利用生活中的物品，開發(fā)或改進實驗，激發(fā)學生的興趣，提升學生的實踐能力，在實驗中提高他們的物理學科核心素養(yǎng)。