發揮實驗優勢突破液體壓強教學

發揮實驗優勢突破液體壓強教學

       
發揮實驗優勢突破“液體壓強”教學
       
       
     液體壓強的知識比較抽象，是初中物物理教學難點之一。        學生學習這部分需要較強的抽象思維能力，同時由于學生對這部分知識的感性經驗較少，所以學生學習這部分知識時感到困難較大。是初二物理的分化點之一。
    困難之一，難理解液體壓強的特點：液體對容器的側壁有        壓強壓強，液體能產生向上的壓強，并且液體對液體也有壓強等。
    困難之二，液體壓強公式的推導時液柱的選取及討論處受        壓面的選取。
    困難之三，液體壓強公式中的深度的認識（深度的起點選        �。�。
    困難之四，液體壓強與所取的面積、液體在總重力、容器        形狀等無關。
    為了能解決上述幾個方面的問題，我在教學中以實驗為先        導，從實驗、理論及實踐入手，使學生學會分析、解決問題的方法，縵解了學生分化趨勢，提高了整體實力。
    一，加強實驗，使學生獲得較多的感性認識
    １，做好演示實驗。
    首先討論液體的流動性。 讓學生通過對實驗的觀察認識到        液體壓強與固體壓強的相同點和不同點。為此設計了如下實驗：自制正方開盒子其中有一個側面是可以抽取的，將固體和液體分別放入其中，抽去側面的隔板學生觀察到固體不會從側面掉下，而液體會從側面流出，以此說明水具有流動性（說明液體具有流動性）。
 其次討論液體
對容器的壓強。學
生討論，當固體放
置在水平桌面上時
對水平支撐面及容
器的側面壓強情況，
學生得出，對水平
支撐面有壓強，而
對側面沒有壓強。                 圖      1
接著討論當將液體放入水平放置的容器中后，液體對哪些面有壓強，學生能得出，由于水受到重力，對容器的底部有壓強，這與固體相同。通過實驗進行討論，如圖１。從橡皮膜向下凸出的情況知道液體對容器底有壓強，進一步討論水對容器側壁有無壓強，（學生意見不一）分析液體的特點：水具有流動性，因此水（液體）對阻礙它流動的容器壁有力的作用，進而引導學生認識到水（液體）對容器的側壁有壓強。進而說明液體壓強有其自身的特點。為了幫助學生進一步認識液體對容器壁的壓強，設計兩個實驗：
 第一個，將書上的圖10-10 實驗，修改成如圖２的實驗（教科書上的器材不易獲得，且實驗效果不明顯）。
 第二個，在飲料瓶的側壁上不同位置戳上３個孔如圖２， 并用水做水對容器的側壁有壓強的實驗，得出水對容器側壁有壓強。
             

 
       
                 圖    ２                  圖   ３   
       
    第三，用壓強計演示液體壓強
    講清怎樣用壓強計測液體，用手壓壓強計金屬盒上的橡皮        膜，讓學生看到Ｕ形管的兩邊高度發生變化，即橡皮膜受到壓強時Ｕ形管的兩邊液面出現高度差（也就是壓強是通過Ｕ形管的兩邊的液面的高度差表現出來的）。然后將金屬盒放入水中，使學生看到同樣的變化。即可用壓強計來觀察水對容器側壁及容器底的壓強。
    第四，提出問題：在水（液體）的內部是否也存在壓強？        如果存在壓強它有什么規律？（學生有議論）師生共同討論解決問題的方法－實驗。設想將壓強金屬盒放入水中，如果壓強計有變化，則說明水的內部存在壓強，反之則無壓強，引導學生做分組實驗。
    ２，做好學生分組實驗
    做分組實驗要求學生將相關數據填入書上Ｐ120 的表中，       然后解決如下幾個問題。
    第一，水的內部是否存在壓強？其它液體內部是否也存在        壓強？
    第二，水是否向各個方向都有壓強？其它液體如何？
 第三，水內部的壓強跟水的深度是否有關系？有怎樣的關系？其它液體是否有相同的結論？       
    第四，同一深度水向各個方向的壓強有什特點？
    第五，液體壓強跟液體的種類有無關系？    
    第六，液體的壓強有什么規律？（學生通過對實驗的總結        得出）
    學生實驗時要注意以下幾個問題
    ①，逐個提出問題，即前一個問題解決之后再提出新問題。
    ②，要求學生回答問題時說出用什么樣的實驗事實解決問        題的。如怎樣知道液體有向上的壓強？
    ③，在做同一深度實驗時要求學生用所提供的實驗器材（便于學生能較方便的克服困難）
    ④，分組實驗時，液體分水、鹽水、煤油以便最后得出的        結論具有普遍性
    ⑤，每個問題都應該有不同組別的代表發言。
    ⑥，討論液體壓強與液體種類的關系時應強調深度相同時        進行比較。                                 
    ３，做好課余小實驗。     
    課本在習題中安排了這樣一道題。    
 用一塊塑料片擋住兩端開口的玻璃筒下端，豎直地插入水中          如圖４。塑料片為什么不下沉？向玻璃筒內緩慢倒水，注意觀察  筒內水面多高時塑料片下沉，并說明原因。這個實驗對于說明液           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                     圖    ４
體有向上的壓強，建立直觀的液柱模型，分析這個液柱模型的        簡單受力狀況，使學生能進一步認識液體壓強的特點。
    通過實驗豐富了學生的感性認識，幫助初二學生發展抽象        思維能力，起到了很大的推動作用。為進行液體壓強的公式推導作好了充分的準備。
    二，做好液體壓強公式的導入及理解
    1，做好液體壓強公式的推導。
    教材中是通過特殊例題進行壓強計算而推導出液體壓        強公式的，這比較符合學生的認識過程，但由于一部分學生想象能力較差，用隔離液柱的的方法有困難，即對水柱不易理解，我在講解此例題時用銅絲做成一個長方體并在底部附有橡皮膜，講例題時，先將此長方體小框架放入水中，使學生看到在水中有一個“水柱”，以達到幫助學生想象，變“看不見”的液柱為“看得見”這樣學生就容易理解整個解題過程了。
    關于計算液體內部壓強問題，學生對這個壓強作用在哪兒，        覺得轉不過彎來。我就同學生共同分析書的構成：一本書是由一張張紙疊放而形成的，液體中也好象存在一層層“液片”即液也是由一層層“液片”疊成的。不同的深度處總存在一個“液片”這個“液片”所受的壓強就是我們所求的壓強，而這個“液片”上方也總有一個底面積與“液片”面積相等的直立液柱，這個液柱對“液片”有壓強，它的大小等于     
       
                    p=ρgh
       
    ２，幫助學生準確理解液體壓強公式
    學生在液體壓強實驗中已經知道，液體壓強與液體的種類        有關，也知道液體的壓強與液體的深度有關。在此基礎上講清公式中各物理量的意義及單位。對深度問題應多加討論。原因是。
   （１），學生容易混淆高度與深度。為此討論如下例題。
   例１：在圖５中Ａ，Ｂ兩點的壓強哪個大？為什么？
                                        

                        甲       乙         丙
     圖    ５                圖      ６
   （２），對不規則形狀深度的取值感到困難。選用下列例        題進行討論。
    例２，在圖６中甲、乙容器中裝有酒精，丙容器中裝有水        比較Ａ、Ｂ、Ｃ三點處壓強關系。
    例３，在圖７中各點處的深度關系是：          ，各點處的壓強關系是          。         
            

             圖    ７                     圖    ８
    ３，液體壓強與所取的面積、液體的總重力、容器形狀無        關。
    學生在學習固體壓強時知道壓強的大小與受力面積有關，        而且在討論怎樣減小或增大壓強時知道，通過改變受力面積可以達到改變壓強。學完液體壓強后自然想到液體的壓強與液體的面積、液體的總重力、容器形狀等的關系。當我們告訴學生液體壓強與這些因素無關時學生對這一結論感到難以理解。
    用壓強計做液體壓強與總重力無關的實驗。
    課本在學習液體壓強的計算后，安排了一個練習圖８這個        習題是讓學生進行討論，我就將此題改為實驗，在兩個容器中盛入等質量在水，然后用壓強計測兩容器底所受壓強的大小（提供實驗器材由學生進行驗證實驗）幫助學生理解液體的壓強跟液體的總重力無關。
    做模擬帕斯卡桶實驗。做此實驗的目的是幫助學生理        解液體壓強與面積、液體的總重力無關。
    三，選用典型的例題進行進一步深化對液體壓強的理解
     例１：如圖９所示，    
容器中裝滿水，旁邊有一      
標尺（單位是厘米）分別     
求出容器壁上Ａ、Ｂ、        
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ各點所       
受的壓強是多大？           
    例３，在邊長為20厘米   
的正方形箱子蓋上，開一個    
小孔，并裝上一個豎直管子，  
管子高出箱蓋50厘米，它的截        圖    ９
面積是2厘米2，現將箱子和管子里都將滿水（如圖１０）
    求①箱蓋所受總壓力。
      ②箱底所受的總壓力。               
      ③所將的水的總重力。               
這個重力是否跟箱底所受的壓力相等？       
    此例題幫助學生解決這樣幾個問題       
    第一正確認識深度。                   
    第二進一步認識液體向各個方向都 
有壓強，并且在同一深度液體向各個方 
向都相等。                         
    第三使學生認識到容器底受到的壓 
力與液體的總重力并不一定相等。          圖    １０
    總之對于液體壓強知識的教學，應該充分考慮學生的實際        情況，以實驗為基礎，利用實驗的優勢，盡可能使學生多獲得感性知識，同時也應發展學生的抽象思維能力，培養分析學生問題、解決問題的能力，突破難點，取得預期的教學效果。

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