压强和浮力(3)

来源:互联网发布时间:2009-03-14

由于水银有毒,不提倡在课堂上演示托里拆利实验,可通过播放录像等方式介绍实验的情况。托里拆利实验能测出大气压强的道理学生比较难于理解。教材是从前面图13.3-1用吸管吸饮料引出的。用吸管把饮料吸起,实际是大气压强把饮料液柱托起,这一认识对学生理解托里拆利实验测大气压强的原理非常重要。有了这样的认识,再讲根据大气压强能把液柱托起的最大高度,就可以精确测出大气压强的值,学生就比较好理解了。

由于没有学习液体压强公式,所以虽然知道大气压强能支持液柱的最大高度,也无法计算,可让学生在理解原理的基础上,记住标准大气压的值。这里没有必要补充计算公式,但可以通过一些具体的例子,让学生感知大气压强作用在一定的面积上产生的压力的大小,这对提高学生的估测能力是有帮助的。

对于其他测量大气压强的仪器,由于构造比较复杂,学生通过观看实物、阅读课本,有所了解即可。

3. 大气压强的应用

与过去教材不同,新教材把这部分内容安排在了“想想议议”中。这部分内容可在教师指导下,通过观看抽水机的实物、模型或挂图等,并在同学们各自独立思考的基础上,讨论、交流,明白抽水机工作原理。这比单由教师讲效果会好一些。除此以外,教师还可启发学生举出大气压强应用的事例,拓展学生的思维。

需要指出的是,本节的习题不多,但都很有价值,要充分发挥其作用。关于用压力锅进行马德堡半球实验,重点应放在方案的设计上,有条件实际进行实验时要注意学生的安全。

第四节 气体压强与流速的关系

1. 气体压强与流速的关系

这一节是根据《课程标准》新增加的内容。

在学生对压强概念尚未深入理解的情况下,学生很难把气体的压强与流速联系起来。因此,这一节的教学要作精心的设计。为此,教材安排了一个硬币“跳高”比赛的小实验。这个实验看起来很容易做,现象也明显。但实际上控制条件却不容易,而且学生往往会认为是气流的推力把硬币给推走的。所以这个实验的作用能让学生产生兴趣、能对硬币“跳”的原因产生猜想就可以了。气体压强与流速关系结论的获得,重点应放在做好教材安排的探究实验上。

教材设计的这个探究实验很容易做,现象明显,也较少受其他因素的干扰。因此,要让学生都动手做。实验前,要注意让学生猜想,因为实验现象很可能出乎学生的意料,学生会产生很大的兴趣。教师可在此基础上加以引导,让学生把现象与气体的压强、流速联系起来。这样,就能比较顺利地引导同学们通过自己的探究,把气体的压强与流速间的关系找出来。

这种关系在液体中也存在,但实验、演示均较难进行。这种情况下,可以广泛收集一些例子,也可利用多媒体课件演示。让学生分析得出在气体和液体中流速越大的位置压强越小的结论。

2. 飞机的升力

目前人们对于飞机已不陌生,飞机能腾空而起在于空气产生的升力的作用。要让空气产生升力的秘密在于飞机机翼。应该说,对于飞机机翼的设计,充分体现了人类的智慧。这个事实,对于增强学生探究自然的奥秘、探究日常用品或新器件的物理学原理的欲望;增进学生将所学物理知识应用于生产、生活实际的意识,都具有很好的作用。

飞机机翼横截面形状的上下不对称,造成机翼上下受到空气的压力不同,要让学生真正理解并不容易。为了让学生对飞机升力有真正理解,可以让学生完成想想做做中的飞机机翼模型的实验。让学生对机翼横截面上下不对称造成气流通过的路程不同有直观的认识,给理解气流流速不同、压强不同打下基础。

这一节内容学生理解起来较难,但也容易产生兴趣,知识上要求不可过高。也可让学生先通过网络、图书馆等收集一些有关飞机的科普读物,阅读后进行交流,会收到意想不到的效果。

第五节 浮力

1. 关于浮力

对于水有浮力,学生在生活中已经有所认识,但这些认识很肤浅。比如对于漂浮在水面的物体受到浮力有直观的感觉,但对在水中下沉的物体是否也受到浮力却不清楚。当然,更不清楚浮力是怎样产生的、浮力的大小跟什么有关等问题了。

教材正是从这种学生已有一定的经验,但又似是而非的地方切入进行研究的。教材安排的小实验(在弹簧测力计的下面悬挂一个铝块,把铝块浸入水中,比较前后两次测力计的读数),及对实验结果的分析,很容易得出测力计示数的减小,是由于浸入水中的铝块受到了水的浮力作用,由此得出在水(液体)中下沉的物体也会受到浮力作用的结论。除此之外,完成这个实验,还可以让学生学会用弹簧测力计测浮力大小的方法,可谓一举多得。

2. 浮力的大小

为研究浮力的大小与哪些因素有关?浮力的大小等于什么?教材安排了两个小实验。一是造“船”比赛,看看用同样大小的橡皮泥,造一个小船,看谁的船“载”的货物最多;另一个小实验,是把一个空的饮料盒按入水中,感受饮料盒所受的浮力及水桶内水面高度的变化。这两个小实验不但简单易做,而且富于趣味性、启发性。尤其是第一个小实验,给学生以创造发挥的空间。

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