液体压强演示仪的设计与制作

2016-11-14蒋胜芝

中国现代教育装备 2016年18期

关键词：升降台教具容器

蒋胜芝

液体压强演示仪的设计与制作

蒋胜芝

在新课标人教版《物理》八年级下册第九章《液体的压强》一节中，为了使学生对“液体内部的压强”有更加简单明了的理解，设计制作了液体压强演示仪。

液体压强；演示仪；创新；自制教具

一、问题的提出

在学习新课标人教版八年级《物理》下册《液体的压强》一节中，第一个问题是液体压强的特点。如图1所示，液体能从容器侧壁的孔中喷出，说明液体对侧面有压强。

图1　

如图2所示，是课本18页测量液体内部压强的仪器。

图2

图1所示实验说明液体对容器侧壁有压强，定性的演示；图2所示实验需要多次测量、记录才能得出结论，不能同时得出“在液体内部的同一深度，向各方向的压强相等”这一结论。学生容易形成模糊的物理概念，课堂效率较低。如何能使学生简单明了滴直接得出结论呢？在教学实践中，笔者深深地感受到实验室配置的液体内部压强计还有可改进之处。对此，结合教材实际，提出了自制教具的设想，通过自制教具降低难点，使学生易于探究、便于掌握，从而出色地完成学习目标。经过多次尝试、反复试验，设计制作了液体压强演示仪，使学生对液体压强特点的学习更加简单明了。

二、仪器装置介绍

1.装置原理图

图3　装置原理图

2.实物图

图4　实物图

3.结构介绍

液体压强演示仪共由几部分组成：容器、微小压强计、升降台、探头、底座及橡胶管组成。

容器可以盛放不同的液体，液体不同，密度不同，同一深度的压强也不同。

微小压强计固定在一个底板上，每个微小压强计通过橡胶管与各个方向的探头相连，液体对探头上橡皮膜的压强通过橡胶管呈现在微小压强计的液柱变化上。通过各个微小压强计内液柱的高度差说明容器内液体对各个方向的探头都有压强并且在同一深度向各个方向的压强大小相等。

探头是在一个圆环上固定着同一深度向上、下、前、后、左、右6个方向的探头，通过支撑架固定在微小压强计的底板上。

升降台的作用是调整探头的高度，升降台的支撑臂固定在底板的背面。升降台可以使探头处于液体中不同的深度。

三、制作方法

（1）盛液体的容器由5块有机玻璃板用玻璃胶粘制而成。

（2）底板制备：在一块长方形的木板上，正面分别排列固定微小压强计，背面固定探头的支架和升降台，再把每个微小压强计与探头相连的橡胶管稍加固定。即成为各个方向液体压强的定量显示板，底板就做好了。

（3）探头的制作。在一个圆环上同一高度、不同方向固定6个探头，每个探头再通过塑料管和玻璃管由橡胶管与各个微小压强计相连。

（4）将每个微小压强计的一端与各个方向的探头用橡胶管连接（微小压强计与橡胶管连接的地方添加一个塑料弹簧，防止橡胶管打死折）。将橡胶管在底板背面稍加固定。为了能随时调整微小压强计与探头相连部分内的气压，在橡胶管中间安装了调气阀。

四、使用方法

学生实验时先将红色液体分别注入“2，3，4，6，7，8”这6个微小压强计内的指定刻度，这6个微小压强计分别与探头的“上、前、左、右、后、下”六个方向相连；再将绿色液体注入“1，5，9”3个微小压强计内，到指定刻度，这三个盛绿色液体的微小压强计不与探头相连，起对比作用。通过底板背面的“调气阀”调整微小压强计内的液柱高度，使微小压强计内液面高度持平。

绷膜时，橡皮膜套在探头上的操作要尽量减小各探头上的橡皮膜松紧度，以减小误差。

实验时，容器内加入液体，旋转升降台的手柄，控制探头的高度，当六个探头都进入液面时停止旋转，观察微小压强计内液柱的变化；再调整升降台，使探头继续下移，在液体中浸没更深，再观察微小压强计内液柱的变化；边调整探头的高度边观察液柱的变化。由同一深度不同方向的探头在液体中的位置，及微小压强计内液柱的高度差相等得出“在液体内部的同一深度，向各方向的压强相等”这一结论。

实验完毕，升起探头到液面以上，打开调气阀。