帕斯卡原理——密閉的液體或氣體(注：以下簡(jiǎn)稱“流體”)對(duì)壓強(qiáng)的傳遞規(guī)律，是液體壓強(qiáng)知識(shí)的重要組成部分，在科技、生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用廣泛。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)：

1 引入課題實(shí)驗(yàn)

師：著名的曲藝家馬季和趙炎曾表演過(guò)一段“吹牛皮”的相聲，他們倆是“上嘴唇挨著天，下嘴唇觸著地”“不要臉”地吹?，F(xiàn)在咱們一塊做兩個(gè)能夠闡明科學(xué)道理的“真吹”實(shí)驗(yàn)(注：以下實(shí)驗(yàn)要注意口腔衛(wèi)生)。

(1)用漏斗吹乒乓球

圖1所示的，是我們?yōu)閷W(xué)生探究《流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系》用的自制鐵皮漏斗(注：多次試驗(yàn)證明，吹管直徑不得小于3．2mm；在展平的鐵皮上畫半徑為3．5cm圓，剪掉約1／4圓面積后圍成錐體焊縫，這樣制作的鐵皮漏斗實(shí)驗(yàn)效果最好。（編者注：也可用玻璃漏斗）除常規(guī)實(shí)驗(yàn)、即“向上吹或向下吹球”球均在漏斗里旋轉(zhuǎn)外，若用漏斗口在距球上方1．5cm~2．0cm高用力向下吹氣，球能向上跳進(jìn)漏斗里旋轉(zhuǎn)，以此說(shuō)明“飛機(jī)的升力是怎樣產(chǎn)生的”效果甚佳)。本節(jié)安排此實(shí)驗(yàn)是想讓學(xué)生腦子里產(chǎn)生一個(gè)懸念：人的“吹力”是不大的(要告訴學(xué)生該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜿U明的道理，下兩節(jié)就會(huì)學(xué)到)。

(2)向內(nèi)胎里吹一口氣能把人舉高

教師展示一個(gè)手扶拖拉機(jī)尾輪用的內(nèi)胎。平放在一個(gè)桌子上(注：若用膠制游泳圈，其容積較大，吹一口氣顯示的現(xiàn)象不明顯；可以用2個(gè)膠制暖水袋、打孔的，8號(hào)膠塞、8mm粗短玻璃管、玻璃三通管和粗乳膠管把它倆“并聯(lián)”起來(lái)亦可)，上面蓋嚴(yán)一塊木板(注：木板的適當(dāng)位置要鉆孔，露出氣門嘴子)。師：請(qǐng)一位身體最重的同學(xué)上來(lái)站在木塊上，我一口氣就能把他吹高3cm以上，信嗎?(注：實(shí)測(cè)表明，體力好的男老師深吸一口氣，能把質(zhì)量為50kg~80kg人吹高3cm~5cm；一般女教師也能把40kg～50kg的學(xué)生吹高2cm~4cm；圖2就顯示該實(shí)驗(yàn)結(jié)果)。

2 探究原理實(shí)驗(yàn)

我們用廢玻璃罐頭瓶制作了“帕斯卡瓶”的瓶蓋(注：瓶蓋鉆9mm粗孔，內(nèi)部焊牢高10mm、內(nèi)徑為9mm鐵皮管，用粗乳膠管密封3根8mm粗玻璃管（圖3），并告訴學(xué)生，它們都是U形管壓強(qiáng)計(jì)的一部分：左管顯示向右方向的壓強(qiáng)；中管顯示向上方向的壓強(qiáng)；右管顯示向下方向的壓強(qiáng)。其開口浸沒的深度均相同)；組裝好的實(shí)驗(yàn)儀器如圖4(注：我們剪短了一次性輸液管；其中連接帕斯卡瓶、顯示外加壓強(qiáng)大小的壓強(qiáng)計(jì)和施加外加壓強(qiáng)的注射器用的小三通管，可以從一次性輸液管的“滴管”上端割制（圖5）；或采用圖中右前方所示的連接方式。學(xué)生開始探究活動(dòng)，用注射器的推管活塞，對(duì)密閉的流體施加一個(gè)壓強(qiáng)。結(jié)果：

(1)三根管內(nèi)的液柱均上升，說(shuō)明密閉的流體能夠傳遞壓強(qiáng)；

(2)三根管的開口方向和浸沒深度均不相同，說(shuō)明密閉的流體能夠向各個(gè)方向傳遞壓強(qiáng)；

(3)三根管內(nèi)的液柱高均相等，說(shuō)明密閉的流體向各個(gè)方向傳遞的壓強(qiáng)均相等；

(4)三根管內(nèi)的液柱高跟壓強(qiáng)計(jì)顯示的壓強(qiáng)值相等，說(shuō)明密閉的流體向各個(gè)方向傳遞的壓強(qiáng)等于外加壓強(qiáng)。

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至此學(xué)生自然地會(huì)總結(jié)出帕斯卡原理內(nèi)容。

注：每年安排此學(xué)生實(shí)驗(yàn)，總會(huì)有個(gè)別學(xué)生把注射器的推管向外一拉，顯示出“負(fù)壓強(qiáng)”的傳遞規(guī)律，有的學(xué)生還說(shuō)“帕斯卡漏了一半，密閉的流體也能把減小的壓強(qiáng)大小不變地向各個(gè)方向傳遞”。我們趁機(jī)指出：原理前面的“加”字，是“施加”的意思，施加給密閉流體上的壓強(qiáng)，不論大小或正負(fù)，均能被密閉流體大小不變地向各個(gè)方向傳遞。

3 補(bǔ)充相關(guān)實(shí)驗(yàn)

(1)將圖4的瓶蓋松動(dòng)一下(注：使其漏氣)，不再產(chǎn)生上述(1)~(4)所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明“帕斯卡原理的條件是密閉”。

(2)剪一段廢自行車內(nèi)胎，保留氣門嘴子拔掉氣門芯，兩端膠死不漏氣，把鐵架臺(tái)底板壓在內(nèi)胎上，斷續(xù)快速地向內(nèi)胎里吹氣，鐵架臺(tái)上下跳動(dòng)，甚至傾倒。

(3)把鐵架臺(tái)桿端套上一段管端有刀刃的鐵管，將鐵架臺(tái)倒置，讓有刀刃的鐵管端跟內(nèi)胎垂直(注：否則內(nèi)胎將會(huì)滾動(dòng))，不論是誰(shuí)用力向內(nèi)胎里吹氣，鐵架臺(tái)均將紋絲不動(dòng)。說(shuō)明“帕斯卡原理的實(shí)質(zhì)是大小不變地傳遞壓強(qiáng)、而不是壓(吹)力”（圖6）。

(4)把膠輪車用的內(nèi)胎平放在地面上，上面蓋嚴(yán)一大塊箱子板，4名學(xué)生站在板子上，讓其中一位學(xué)生連續(xù)吹氣，不久他們會(huì)離開地面，進(jìn)而引出《液壓機(jī)》的授課內(nèi)容。

(欄目編輯王柏廬)