用簡易實驗 突破“壓力”教學的難點

劉維志

【內容摘要】物理是一門培養學生思維與動手能力的基礎課程，在學科核心素養的要求下，當前物理教學應更加注重對課堂的創新性教學方法的探索。運用自制的簡易實驗會充分調動學生的積極性，增強對物理知識的直觀性認識，有利于物理教學更好突破教學難點。作者將通過與自身的實踐相結合，對本方法進行論述。

【關鍵詞】簡易實驗 創新思維 突破難點

就物理的實驗教學而言，它對培養具有創新性能力的人才具有很大的幫助作用。因此，在新課改的不斷深入下，物理的實驗教學也越來越受到各校的重視。教師教學目前各校實驗室建設不均且管理不到位，已有實驗器材損壞嚴重沒有人員維修，已形同虛設。而在實際教學中，實驗室能為學生提供的往往只是一些常規器材，難以勝任日常的教學任務。特別是用于教學中難點突破的器材更加缺乏，教師利用身邊的常見事物，通過自動手制作一些簡易的器材來擺脫當前的困境，下面以初中物理教學中用身邊物品自制簡易器材來突破壓力教學難點為例進行論述。

“壓力”也是彈力的一個分支，它在理解上有些抽象，難以被學生輕松掌握，但從其效果的角度來說，它有很簡單，它的具體表現形式與普通的力一樣；“壓力”也是一種彈力，的名字來自于它的具體作用效果，是一種研究物體形變的物理量；壓力在日常生活中處處存在，是學生的“老朋友了”，可由于較為抽象，學生難以很好的把握其方向、壓力與重力區別、液體對容器底部壓力與液體自身重力關系等的理解始終是難點。在日常的教學中，教師可以與學生已經掌握的知識相結合，讓學生通過具體的實際操作探究找尋壓力的方向、大小和重力之間的區別、液體對容器底部收到的力與液體自身重量關系等難點知識，促進學生科學思維的發展，化抽象為具體來突破壓力教學的難點。

一、探究壓力的方向與接觸面關系

器材：鋼直尺、木板、乒乓球、彈簧。

教學設計：

學生活動：

1.體驗：用右手按壓左手

2.實驗：（1）用手壓縮彈簧、壓鋼尺觀察用力的方向與形變的效果。

3.演示實驗：

（1）展示乒乓球在不受其他外力作用的情況下下落后，掉在水平放置的木板上，觀看乒乓球反彈后運動的方向，乒乓球運動的方向是垂直向上的。

（2）演示乒乓球自由下落在斜木板，觀察乒乓球彈起方向，彈起方向不是豎直向上而是垂直于斜木板。

通過演示實驗所展示出的現象，嚴謹的分析思考，發現壓力的作用方向是與物體的表面相垂直，并指向物體的。此處用乒乓球運動軌跡顯示壓力的方向從而化抽象為具體，比教材通過學生壓墻、釘圖釘等的體驗來認識壓力的方向具體生動。

二、探究固體物體對接觸面的壓力與自身重力的關系

器材：鋼直尺、重物塊、細線。

教學設計：

1.學生討論、表達（用表格培養對比的思維方法）

2.演示實驗：用鋼直尺、重物塊、細線依照圖標所展示的布局操作，分別對物體在水平面和斜面上所用壓力進行演示，比較，進而分析得出壓力與重力之間在大小上所存在的關系。

用實驗的方法，化抽象為具體，通過觀察重物塊放在水平面鋼直尺上，直尺被壓彎程度較大，同一重物塊放在鋼直尺構成的斜面上，直尺被壓彎程度較小（逐步增大斜面傾角，直尺被壓彎程度更小，當傾角達900時沒有作用效果），對鋼尺的彎曲程度進行嚴謹的分析，找出重量與壓力的不同之處。

三、探究容器對水平接觸面壓力與容器所盛物體重力、浮力的關系

器材：剪去瓶底的礦泉水瓶1個、石子、小木塊、電子臺秤2個、紅墨水、滴管、盛有水的燒杯。

教學設計：

1.用滴管吸取紅墨水滴入盛有水燒杯中，將水染紅。并用電子臺秤出質量，記下示數為m0。

2.用電子臺秤稱出空塑料杯質量，記下示數m1。此時塑料杯對電子臺秤壓力為m1g。

3.將適量染紅的水到入塑料杯中，記下此時電子臺秤示數為m2。此時塑料杯對電子臺秤的壓力為m2g。

4.用電子臺秤稱出剩下燒杯和水質量，記下示數為為m3。

分析數據發現：

m2g=m3g-m0g+m1g

即容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛水重力（同樣用石子、木塊代替水也能得出相同結論）。

拓展一：

1.用電子臺秤稱出小石子質量，記下示數m4。

2.將石子放入上述盛有適量染紅的水塑料杯中（水未溢出），記下此時電子臺秤示數為m5。此時塑料杯對電子臺秤的壓力為m5g。

分析數據發現：

m5g=m3g-m0g+m1g+m4g

即容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛物體（水、石子）重力，不應該減去石子所受浮力，與石子所受浮力無關。

拓展二：

1.用電子臺秤稱出小木塊質量，記下示數為為m6。

2.將木塊放入上述盛有適量染紅的水、石子塑料杯中（水未溢出），記下此時電子秤臺示數為m7。此時塑料杯對電子臺秤的壓力為m7g。

分析數據發現：

m7g=m3g-m0g+m1g+m4g+m6g

即容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛物體（水、石子、木塊）重力，不應該減去石子、木塊所受浮力，與石子、木塊所受浮力無關，。

學生通過以上實驗，就能理解容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛物體（水、石子、木塊）的重力，不應該減去所盛物體受浮力的這一困惑問題。物體雖然受到了浮力但物體排開的液體還在容器中并且他們大小剛好相等，所以不應該減去所盛物體受浮力。

四、液體對容器底部的壓力與液體自身重力的關系

器材：鐵架臺、漏斗1個、保鮮膜、電子臺秤2個、透明膠、紅墨水、注射器一個、盛有水的燒杯。

教學設計：

1.用滴管吸取紅墨水滴入盛有水燒杯中，將水染紅，用注射器吸入。并用電子臺秤稱出其質量，記下示數為m0。

2.將漏斗底部用保鮮膜、透明膠將其開口大的一端封閉，制成開口為上小下大的容器，置于鐵架臺鐵夾上，調節鐵夾與電子臺秤位置，使保鮮膜剛好與電子臺秤接觸，電子臺秤示數為零。

3.將注射器中的水注入漏斗中，記下此時電子臺秤示數為m2。此時保鮮膜對電子臺秤的壓力為m2g。

4.用電子臺秤稱出剩下水和注射器質量，記下示數為m3。

分析數據發現：

m2g>m3g-m0g

即容器開口為上小下大時液體對容器底部壓力大于液體自身的重力。

拓展一

用上述的實驗方法可以證明容器開口為上大下小時液體對容器底部壓力小于液體自身的重力。

拓展二

用上述的實驗方法可以證明容器開口為上下一樣大時液體對容器底部壓力等于液體自身的重力。

這樣，學生通過以上實驗，就能理解不規則容器底部受到液體的壓力不等于液體自身的重力，教師再通過用模型法進行理論推導，學生就更容易理解。

在物理教學中實驗是突破教學難點的重要手段，但有些實驗器材難于滿足實驗要求，因此用身邊物品自制簡易實驗的輔助功能就顯得尤為重要。用身邊物品自制簡易實驗用于實驗教學讓我的物理課堂充滿了魅力，讓我收獲了成功和自信，當然，最重要的是讓我的學生喜歡上了物理，今后，用身邊物品自制簡易實驗和我的物理教學將一路同行！

【參考文獻】

[1] 羅仙. 液體壓強解題思路淺析[J]. 新課程導學，2010（33）.

（作者單位：重慶市江津田家炳中學校）