液體壓強實驗的教學設計

白寶成

(通遼職業學院 內蒙古 通遼 028000)

1 材料與制作

2支一次性注射器，1支5 mL，1支2.5 mL，膠皮管1小段(外徑0.8 cm)，2小段細玻璃管(或透明稍硬細塑料管)，AB膠.

制作時取1個飲料瓶蓋子，在其上面打孔，直徑能讓大注射器的外筒緊緊套入.將大注射器外筒上的手柄剪圓(注意留有翻邊)，把大注射器的外筒從蓋里的孔中向蓋外穿出，讓注射器剪圓后的翻邊卡在蓋底(用AB膠粘牢).將2支一粗一細的一次性注射器的裝針部分去除(成圓筒狀)，用細玻璃管在火上燒熱后在兩注射器上打孔，在注射器打好的孔上分別安上玻璃管(或稍硬細塑料管)，并用AB膠粘牢，形成兩個“三通”.在小注射器的外筒上套入一小段膠皮管后緊緊插入大注射器的外筒內.裝置如圖1所示.

圖1

2 透過現象看本質

(1)一進一出

實驗時將紅水裝入(可用注射器)圖1裝置的a,b玻璃管中(成兩段小水柱)，對著瓶蓋口往大注射器外筒內吹氣.由于大注射器外筒內的氣柱流速比小注射器外筒的氣柱流速小，看到的現象是a玻璃管中的水柱被“頂”出玻璃管外，b玻璃管中的水柱被“吸”進小注射器外筒內.

(2)下管不噴水

將圖1裝置的飲料瓶蓋擰在一個去掉瓶底的飲料瓶口上，實驗時往瓶內倒水，如圖2(a).看到的現象是a玻璃管中有水噴出，而b玻璃管中無水噴出；若這時用注射器向b玻璃管中注入紅水，則紅水立刻被吸進小注射器外筒內的水里，原理同前.即流速大的地方，壓強小；流速小的地方，壓強大.利用本裝置和上述實驗方法還可做水流抽氣機實驗，如圖2(b).

圖2

3 大氣壓的作用

用一個透明塑料飲料瓶(大小不限)，在瓶壁(靠底部)上打一個小孔，用一手指摁住小孔(或用透明膠帶粘貼小孔)，往瓶內注滿水后擰在圖1裝置的瓶蓋上，用原來小注射器的活塞(或手指)堵住小注射器的外筒，把整個裝置豎直倒放.

實驗時，看到的現象是a,b管沒有水噴出[圖3(a)]；若松開堵小孔的手指，則a,b管中有水噴出.一堵一放，則a,b管中時而無水噴出，時而有水噴出，手指就像開關一樣.

4 液體壓強隨深度的增加而增大

若松開堵小孔的手指時，a,b管中都有水噴出.看到的現象是b玻璃管中的水柱比a玻璃管中的水柱噴得遠[圖3(b)].要求H≥h，即拎的高度不低于瓶和注射器總液體的深度.

實驗說明液體對側壁的壓強隨深度的增加而增大.

圖3