液体压强实验的教学设计

白宝成

(通辽职业学院 内蒙古 通辽 028000)

1 材料与制作

2支一次性注射器，1支5 mL，1支2.5 mL，胶皮管1小段(外径0.8 cm)，2小段细玻璃管(或透明稍硬细塑料管)，AB胶.

制作时取1个饮料瓶盖子，在其上面打孔，直径能让大注射器的外筒紧紧套入.将大注射器外筒上的手柄剪圆(注意留有翻边)，把大注射器的外筒从盖里的孔中向盖外穿出，让注射器剪圆后的翻边卡在盖底(用AB胶粘牢).将2支一粗一细的一次性注射器的装针部分去除(成圆筒状)，用细玻璃管在火上烧热后在两注射器上打孔，在注射器打好的孔上分别安上玻璃管(或稍硬细塑料管)，并用AB胶粘牢，形成两个“三通”.在小注射器的外筒上套入一小段胶皮管后紧紧插入大注射器的外筒内.装置如图1所示.

图1

2 透过现象看本质

(1)一进一出

实验时将红水装入(可用注射器)图1装置的a,b玻璃管中(成两段小水柱)，对着瓶盖口往大注射器外筒内吹气.由于大注射器外筒内的气柱流速比小注射器外筒的气柱流速小，看到的现象是a玻璃管中的水柱被“顶”出玻璃管外，b玻璃管中的水柱被“吸”进小注射器外筒内.

(2)下管不喷水

将图1装置的饮料瓶盖拧在一个去掉瓶底的饮料瓶口上，实验时往瓶内倒水，如图2(a).看到的现象是a玻璃管中有水喷出，而b玻璃管中无水喷出；若这时用注射器向b玻璃管中注入红水，则红水立刻被吸进小注射器外筒内的水里，原理同前.即流速大的地方，压强小；流速小的地方，压强大.利用本装置和上述实验方法还可做水流抽气机实验，如图2(b).

图2

3 大气压的作用

用一个透明塑料饮料瓶(大小不限)，在瓶壁(靠底部)上打一个小孔，用一手指摁住小孔(或用透明胶带粘贴小孔)，往瓶内注满水后拧在图1装置的瓶盖上，用原来小注射器的活塞(或手指)堵住小注射器的外筒，把整个装置竖直倒放.

实验时，看到的现象是a,b管没有水喷出[图3(a)]；若松开堵小孔的手指，则a,b管中有水喷出.一堵一放，则a,b管中时而无水喷出，时而有水喷出，手指就像开关一样.

4 液体压强随深度的增加而增大

若松开堵小孔的手指时，a,b管中都有水喷出.看到的现象是b玻璃管中的水柱比a玻璃管中的水柱喷得远[图3(b)].要求H≥h，即拎的高度不低于瓶和注射器总液体的深度.

实验说明液体对侧壁的压强随深度的增加而增大.

图3