基于DIS传感器探究液压传递特点的实验装置

陈剑峰

(莆田第二中学，福建 莆田 351131)

目前在在讲授“液体压强的应用——液体压强传递的特点”内容时，教师通常会采用理论推导或直接灌输给学生结论，学生缺乏感知，不易接受，以至于死记硬背，课堂效果差.

1 实验材料及制作方法

利用DIS传感器自制的液体压强传递特点探究装置原理图如图1所示，实物图如图2所示.

图1 液体压强传递特点的探究装置原理图

图2 液体压强传递特点的探究装置实物图

实验材料：DIS压强传感器、计算机、不同规格的注射器若干、点滴导管、有机玻璃板等.

制作方法：

1)根据两注射器(150 mL，100 mL)横截面积及螺丝尺寸，利用雕刻机切出注射器固定孔，组装成70 cm×35 cm×20 cm的长方体主体.

2)利用手电钻在固定压强传感器及采集器的位置打好孔.

3)在100 mL注射侧面开1个小孔，将1 mL注射器的头尾裁掉，一端从侧孔插入至100 mL注射器的中间位置，利用热熔胶密封固定. 再在150 mL注射器侧面不同位置开3个孔，将3根1 mL,1 mL,2.5 mL注射器的头尾裁掉，其一端均从侧孔插入至150 mL注射器的中间位置，利用热熔胶密封固定.

4)将压强传感器及采集器固定在长方体主体支架上，利用胶管将100 mL和150 mL注射器对接，将压强传感器与2个大注射器的侧支相连，保持密封.

5)将150 mL注射器的推杆顶端打孔，利用细线穿孔后固定在长方体主体支架的侧面.

2 操作步骤

1)左右两注射器吸适量水(排空里面的气体),对接；

2)利用数据线连接压强传感器、采集器以及电脑；

3)调节传感器与支管的对接深度微调压强，控制1～4通道上压强传感器初始压强相等；

4)在一侧推杆施加力，另一侧手掌感受到压迫感，体验液压传递；

5)将右推杆固定，给左右注射器推杆各施加适当推力，稳定后分别记录1～4通道上压强传感器的示数；

6)适当增加推力，重复多次实验；

7)分析得出结论.

3 实验数据及分析

利用DIS传感器自制的液体压强传递特点的探究装置测得的实验数据如表1所示.

表1 液压传递数据

在一侧推杆施加力的作用，同侧的压强传感器实时测量其压强的变化，同时另一侧的注射器所连的3个压强传感器通道的数据也增加了，可以说明加在密闭液体的上的压强是可以传递的. 同时对比数据发现，另一侧的注射器上的多方向的压强数据均变大，可进一步说明加在密闭液体的上的压强可以向各个方向传递. 进一步分析数据可知，每次改变加在密闭液体上的压强(施加推杆不同的力)，发现4通道的压强传感器液压传递的增加量相同，即可以说明加在密闭液体的上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递.

由此可知：加在密闭液体的上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递.