“體驗(yàn)液體壓強(qiáng)存在”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

(江蘇省宿遷市鐘吾國(guó)際學(xué)校，江蘇 宿遷 223800)

1 問(wèn)題的提出

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

圖1

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

(1) 知識(shí)與技能：知道液體對(duì)容器各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；知道液體內(nèi)部在各個(gè)方向上都有壓強(qiáng)。

(2) 過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、動(dòng)手能力和歸納總結(jié)能力。

(3) 情感、態(tài)度與價(jià)值觀：使學(xué)生通過(guò)生動(dòng)、有趣的實(shí)驗(yàn)，享受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生積極探究、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

2.2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)過(guò)程

(1) 體驗(yàn)液體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)

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

圖2

圖3

在體驗(yàn)液體對(duì)容器壁有壓強(qiáng)時(shí)，根據(jù)輸液體驗(yàn)，為了使實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)的注射器相連接。

當(dāng)注射器水平放置時(shí)，活塞相當(dāng)于容器的側(cè)壁，打開(kāi)開(kāi)關(guān)后活塞運(yùn)動(dòng)了，可知活塞受到水的壓力，說(shuō)明液體對(duì)容器側(cè)壁一定有壓強(qiáng)。當(dāng)活塞豎直向下時(shí)，活塞相當(dāng)于容器的底部，開(kāi)始時(shí)活塞是靜止的，打開(kāi)開(kāi)關(guān)后活塞運(yùn)動(dòng)了，說(shuō)明液體對(duì)容器底部有壓強(qiáng)。當(dāng)活塞豎直向上時(shí)，活塞相當(dāng)于容器的上壁，打開(kāi)開(kāi)關(guān)后活塞運(yùn)動(dòng)了，說(shuō)明液體對(duì)容器上壁有壓強(qiáng)。當(dāng)活塞處于任意角度的位置時(shí)(演示360°)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)后活塞都運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明液體對(duì)容器在各個(gè)方向上都有壓強(qiáng)。

(2) 體驗(yàn)液體內(nèi)部壓強(qiáng)

圖4

體驗(yàn)液體內(nèi)部壓強(qiáng)采用分組實(shí)驗(yàn)，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(shuō)明液體對(duì)手有壓強(qiáng)。多換幾次方向(前、后、左、右、上、下)，從視覺(jué)和觸覺(jué)兩方面體驗(yàn)液體內(nèi)部在各個(gè)方向上都有壓強(qiáng)(如圖4)。

2.3 實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)

(1) 輸液瓶上端開(kāi)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(guò)緊也不能過(guò)松；

(4) 液柱越高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯；

(5) 在塑料薄膜手套內(nèi)不要有水進(jìn)入。

2.4 實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)

(1) 實(shí)驗(yàn)取材簡(jiǎn)易，學(xué)生不僅可以在課堂上實(shí)驗(yàn)，還可以在課后深入探究；

(2) 通過(guò)觀察活塞運(yùn)動(dòng)，體驗(yàn)液體對(duì)容器底部和側(cè)壁有壓強(qiáng)，變靜態(tài)觀察為動(dòng)態(tài)觀察，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，學(xué)生的印象更深刻，思維更活躍；

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

(4) 實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀，從視覺(jué)和觸覺(jué)兩方面的體驗(yàn)更加深刻；

(5)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置有利于后續(xù)探究液體壓強(qiáng)的影響因素。

3 結(jié)語(yǔ)

筆者使用本案例在江蘇省實(shí)驗(yàn)說(shuō)課比賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)，在課堂教學(xué)的實(shí)踐中，也取得了非常好的效果，我們物理教師在平時(shí)的教學(xué)中應(yīng)充分利用生活中的物品，開(kāi)發(fā)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，在實(shí)驗(yàn)中提高他們的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。