还谈“液体对容器压强”的实验

王宝成++侯玉波++苏福河

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）06-102-01

液体对容器的压强实验，在旧版课文里是用“凸出的橡皮膜”，直接说明“液体对容器能够产生压强”。我们认为：根据“力是改变物体形状的原因”，凸出的橡皮膜，首先是表明液体对容器能够产生压力！故在教学中必须通过分析后再指出：橡皮膜的凸出程度，也可以间接地表征容器所受压强的大小（以下仍按传统的习惯说法进行阐述）。

因为液体有重力，所以对容器底能够产生压强。学生自然就会想到：容器里装的液体越多、越重，容器底所受的压强就会越大。故知我们设计的实验方案，不仅要显示出液体对容器底能够产生压强，而且更要能够证明：容器底所受的压强大小，是由哪些物理量决定的、又跟哪些因素无关。如图1所示：把装药品用的C塑料瓶底，用打孔器打约8mm孔，用橡皮圈给C瓶底扎牢一块薄胶膜。把C瓶里装满水，塞紧插有约8mm粗的短玻璃管的D胶塞，共制作26套（下同）供师生实验使用。把2.5L大饮料瓶A，跟26个500ml小饮料瓶B，均截割成约12cm高的水杯，将所有杯底均钻8mm孔，加胶垫防漏、都要紧固发动师生收集的废气门嘴子。

教师先演示：用短乳胶管连通胶塞D的短玻璃管和A杯底的气门嘴子，向A水杯里加满水，让学生观察到：C瓶底的胶膜略有凸出。经过分析后表明：水对容器底能够产生压强，但一大杯水对瓶底产生的压强并不明显。

撤掉A杯师生共同做实验：把长约50cm的乳胶管，接在B杯底的气门嘴子上，向B杯里加满水，当胶管口有水流出时，将胶管口接到C瓶胶塞D的短玻璃管上，再往B杯里加满水后慢慢举高它，结果：C瓶底的胶膜凸出的程度随之增大，当B杯举到最高处时，B杯里的水几乎全都流进C瓶底的胶膜泡里，此时学生大为惊奇！这就生动地表明了：同种液体对容器底产生的压强，是随深度的增加而增大，却跟液重、体积和容器大小或形状等均无关！这个实验能给学生留下极为深刻的印象！同时还要让学生不断地改变C瓶底胶膜的方向、结果能够显示出液体对盛装它的容器侧壁和顶壁均能产生压強，进而突破了“液体对容器压强”教学的一大难点，教学效果颇佳！

⑵探究“液体对容器壁的压强”实验

在旧版.课文里，编写图2上图所示的装置：该实验原理涉及到流速、压强、射程、下落高度和时间5个物理量！既超出初中物理教学内容，又不属于流体静力学范畴。把上图稍加处理，就露出下图的真面目：下数第2个孔的射程最远！现用课本p33.亦采用这种装置，我们认为是不能选用的！

我们的做法如图3所示：用柱状的洗洁精瓶改制成26 个长塑料筒：发动师生收集到的直径约 3cm废金属盒、规则的金属瓶盖等，用手电钻钻2个直径约4mm孔，再用铝空心铆钉跟长筒铆牢（盒与筒壁之间要加胶垫防漏）；在香脂盒侧边，焊牢一根能够指示橡皮膜凸出程度、细铜导线当作指针，然后给金属盒蒙上松紧适度的薄胶膜，供师生实验使用。

亦可按图4所示教师做演示：取长约40cm1寸塑料管均分3等份，每等份用手电钻钻透6mm孔；下端塞紧胶塞；把男用避孕套前端剪掉分剪成3段，分别套在3排孔上，再用窄透明胶带沿管壁黑线圈外侧将胶膜扎牢不漏水；在胶塞上插牢一段能指示最低胶膜凸出程度的细导线，演示程序参看下述（当管内装满水时，通过观察三圈胶膜凸出程度，再让学生回答：“工程师们为什么要把拦河坝，设计成下宽上窄的形状”？教学效果甚佳）。

师生探究过程如下：

①把图3的长筒直立在桌面上的空水槽里先装半筒水，通过观察胶膜形状的变化和分析能够说明：水对长筒的下半部分的侧壁产生了压强，调节指针尖刚好触到橡皮膜。

②当长筒逐渐倾斜、筒里的水并没有外溢时：

结果：指针尖跟胶膜之间的间隙逐渐增大、胶膜的凸出程度越来越小。

说明：水对容器壁的压强，是随水的深度而减小；压强大小跟水深有关，而跟筒里的水重和水的体积无关；

③向直立的长筒里逐渐加满水时：

结果：胶膜的凸出程度逐渐增大，指针尖给胶膜压出一个凹窝。

说明：水对容器壁的压强，随水深增加而增大，压强大小跟水深有关；

④问：此时假设长筒的直径能够变粗或变细、但长筒里水的深度保持不变时（向长筒里缓慢地插进露露饮料盒，相当于筒径变细）；

结果：指针尖仍然刚好触到胶膜，胶膜的凸出程度不变。

说明：当水深一定时，水对容器壁产生压强大小不变；

⑤把长筒里的水倒出甩净，向直立的长筒里加满浓盐水时：

结果：指针尖给胶膜压出一个小凹窝，胶膜的凸出程度有所变大；

说明：液体对容器壁产生的压强，还跟液体的密度有关：当液体深度一定时，密度大的液体对容器壁产生的压强大；

⑥教师演示：把长筒里的浓盐水倒出甩净，向直立的长筒里加满普通工业酒精时：

结果：指针尖跟胶膜之间，出现了2mm以上的空隙，胶膜的凸出程度明显变小。

说明：当液体深度一定时，密度小的液体对容器壁产生的压强小。

通过上述实验观察和分析概括，学生自然就会总结出本节课下列科学探究结论：

A、液体对容器能产生压强；压强随深度的增加而增大；当深度一定时，密度大（小）的液体产生的压强大（小）。

B、决定液体对容器产生压强大小的因素有：液体密度和深度；无关因素有：液重、体积和容器的形状等。向提供图片和提出很好修改建议的王秀峰高级教师致谢！以上谬误难免，敬请施教。