“液体压强”实验的改进与创新

张景霞

(石家庄市第十四中学 河北 石家庄 050000)

液体压强是在学习了压强概念和计算公式，并且巩固了固体压强之后而设置的.液体压强是一个比较抽象难于理解，却又非常重要的概念，也是浮力知识的一个铺垫.学生在学习过程中，对液体压强缺乏直观感受，感性经验少，所以学生难以理解.为使学生对液体压强有直观的印象，人教版的八年级物理中专门设计了演示实验，使用微小压强计来演示液体内部压强特点.

在教材中使用的微小压强计，现象虽然直观、明显，但是实验装置“庞大”，器材多，携带不方便，而且在“探究液体压强与密度关系”时现象不明显，可视度不高，学生观察不到液体密度对压强的影响.基于以上考虑，笔者对本实验进行了创新与改进.

器材选用：一个废旧的儿童饮料小瓶(瓶盖正好有插孔)，一根普通的牛奶吸管和气球膜(图1).

图1 选用的器材

制作过程：将饮料小瓶去掉大部分底部，用气球膜封住底部，瓶盖上插入吸管并插紧不漏气.然后向小瓶中加入带颜色的水，拧紧瓶口，一个简单的自制压强计就做成了(图2和图3).

图2 插入吸管

图3 装入带颜色的水

1 探究液体压强与深度的关系

自制的“压强计”可以直接放入盛水的烧杯中，也可从吸管上方吹入少量气体，使瓶内压强大于大气压，让带颜色的水沿吸管上升到瓶口以上，并做好标记.“压强计”放入烧杯中后，我们可以清晰地看到吸管中的水柱在上升，而且增加其在水中的深度，水柱上升的越高.由此可以看出，同种液体中，液体越深压强越大(图4).

图4 吸管中的液体上升到瓶口以上

2 探究液体压强与液体密度的关系

取两个相同的烧杯，装上深度相同的自来水和浓盐水，自制压强计浸入液体的深度可以借助烧杯上的刻度来完成(图5).

图5 深度相同的水和浓盐水

实验前，在压强计的吸管液面的初始位置做个标记(图6)，先将压强计放入盛自来水的烧杯中的某一深度，吸管中的液柱上升，这时在上升后的液面处也做上标记.

图6 初始位置

将压强计取出，吸管中的液柱下落，重新回到第一次标记处，我们再将压强计浸入浓盐水中的同一深度，吸管中的液柱再次上升，并且我们能清晰地观察到这次液柱的液面高度高出在自来水中的第二次标记.在这个过程中，不需要用刻度尺去测量两次的液面差，通过标记的位置实验结论就一目了然.从而得出同一深度，液体密度越大压强越大(图7和图8).

图7 浸入自来水中上升的位置

图8 浸入盐水中上升的位置

3 探究同一深度各个方向的压强关系

器材：饮料瓶去底剩少部分，并用气球膜封住，一小段弯管和透明弯管，一个大烧杯和足够的水(图9).

图9 实验装置图

过程：向小瓶中倒入带颜色的水，水要多，实验前向吸管内轻吹一口气，瓶内带颜色的水沿吸管上升，然后将压强计放入大烧杯中，在同一深度，转动吸管，橡皮膜转向跟着变化，让学生观察竖管中液柱的变化.在完成这个探究时，可以借助大烧杯的放大作用，效果更佳.通过液柱的不变化，可以得出同种液体，同一深度各方向的压强相等.

图10 实验过程图

4 总结与反思

实验是物理学习的灵魂，是激发学生学习兴趣的最佳载体，如何在现有条件下对物理实验不断地进行创新与改进？是我们一线教师感到棘手的问题，结合本实验，笔者认为可以从以下几个方面进行突破.

4.1 就地取材 废物回收

在本实验中，笔者选择的是儿童日常生活中喝完饮料的小瓶和特仑苏的吸管，之所以选择这个瓶子，是看中了这个瓶子的瓶盖有个插孔，吸管正好可以紧密插入瓶盖中.我们只需要去掉瓶子的底盖，再用普通的气球作为橡皮膜密封就可以.这个瓶子也可以选用其他的瓶子，为了使瓶口密闭，瓶口最好用橡胶塞盖住，再打孔，插入玻璃管，操作难度增大.

笔者选取的实验器材是废旧的饮料瓶，司空见惯，这种做法给学生树立了个榜样，启发学生广泛收集生活中的一些原料，培养学生创新能力，更能激发其学习兴趣，还能培养自己良好的生活习惯，更为自己做实验创造良好的条件.

4.2 操作简单 现象明显

教材中的器材沉重、“庞大”，不容易搬运到教室，并且实验进行中，还要借助学生的帮助.笔者设计的自制压强计体积轻巧，操作简单，整个过程只需直接将自制压强计放入水中，就能观察到吸管中液柱的变化，现象直观，明显.

4.3 突破难点 弥补缺陷

探究液体压强与密度的关系时，多数教师会选择自来水和浓盐水来对比，但是两个实验对比不明显，而且两次实验需要测量两个液柱差，做4个标记，一个人要完成这个实验就会手忙脚乱.所以很多教师在这个实验中就会忽略这一步，直接给出结论，这其实是实验中的一个大缺陷.笔者设计的这个自制压强计，只需要粘体两个标记就可以了，也不需要刻度尺的测量，只观察插入浓盐水的液面是否高于插入自来水的液面标记就可以了.这样不但突破了实验中的难点，简化实验，还弥补了很多教师的缺陷.

4.4 成败关键与不足

笔者在尝试过程中，发现瓶子的密闭性是影响实验成败的关键.如果瓶口或者橡皮膜密闭性差，吸管中液柱就不能再次回到原位置，实验的准确性不高.再者笔者的压强计探究与液体密度的关系时，是自制了另外一个压强计，如果能用同一个压强计来完成就更完美了.