滕代安

摘 要： 本文通過(guò)自制教具多角度多方法創(chuàng)新演示了“流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越小”的物理原理，踐行、創(chuàng)新和拓展了教材“更多實(shí)驗(yàn)表明”的教學(xué)內(nèi)涵和精神實(shí)質(zhì).

關(guān)鍵詞： 自制教具;創(chuàng)新演示;壓強(qiáng)與流速

人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第九章壓強(qiáng)第4節(jié)的主要內(nèi)容是“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”，教材僅通過(guò)向兩張紙片之間吹氣使紙片相吸靠攏的實(shí)驗(yàn)（如圖1）就得出結(jié)論：更多的實(shí)驗(yàn)表明，在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小.顯然，教材實(shí)驗(yàn)只演示了氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，不能全面代表流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，因?yàn)榱黧w除了氣體還有液體，于是為了演示液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，往往會(huì)用實(shí)驗(yàn)室的“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系演示器”（如圖2）來(lái)演示，這種器材比較微型，視角小，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象單一，不能持續(xù)，不利演示和觀察，那么教材結(jié)論中“更多的實(shí)驗(yàn)”怎么去做呢？

下面介紹筆者自制教具創(chuàng)新演示流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的更多實(shí)驗(yàn)，以期踐行、創(chuàng)新和拓展教材“更多實(shí)驗(yàn)表明”的教學(xué)內(nèi)涵和精神實(shí)質(zhì).

如圖3、4所示，到建材市場(chǎng)購(gòu)買一塊白色免漆板，用切割機(jī)切分出兩塊來(lái)，一塊做底座板，一塊做站立板，站立板垂直站立于底座板中間，交接處用木螺絲鉚緊.板邊緣露出的木質(zhì)切口用包邊條包住鉚好，站立板的長(zhǎng)寬按黃金分割比（寬是長(zhǎng)的0.618倍）切割，這樣視覺美觀，演示效果良好.底座板長(zhǎng)度與站立板長(zhǎng)度同長(zhǎng)，寬度適度，確保站立板及其掛重的穩(wěn)度.在站立板下面的四個(gè)角分別安裝萬(wàn)向轉(zhuǎn)角小滾輪，便于演示時(shí)展板整體平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng).站立板上端面中間鉚上一個(gè)塑料拉手，便于展板的提挪.站立板一面用以演示氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，另一面用以演示液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，兩面合起來(lái)共同演示流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系.最后在站立板兩面適當(dāng)位置都帖上“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系演示器”的功能性標(biāo)簽，這樣，一塊美觀穩(wěn)固的演示流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)展板就做好了.下面詳細(xì)介紹教具的制作過(guò)程及演示方法.

1 用紙片演示

如圖3所示，到門窗裝飾裝潢店買兩根長(zhǎng)約15cm，直徑約1cm的不銹鋼小金屬管，每根一頭錘扁，用釘子打出小孔，用螺母鉚在直角鐵塊上，在把直角鐵塊鉚在站立版上方中央，兩不銹鋼小管下分別用亮紙膠布各粘吊一張A4白紙，不演示時(shí)把不銹鋼管連同懸吊的紙片旋轉(zhuǎn)緊靠站立版面，演示時(shí)把兩鋼管旋轉(zhuǎn)平行靠近，垂直指向站立版面，使兩張A4紙平行垂釣，紙間均勻保持一定空隙.用吹風(fēng)機(jī)向兩紙間緩緩吹動(dòng)空氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩張紙不會(huì)像我們習(xí)慣想象的那樣被空氣吹張開，反而會(huì)被吹靠近（如圖5所示），說(shuō)明兩紙間的氣壓比外邊兩側(cè)的氣壓小，從而形成一個(gè)向里面的壓強(qiáng)差，把紙片向里壓靠近，形成相吸現(xiàn)象.加大吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，會(huì)看見兩紙片靠得更近，甚至吸貼在一起，這充分表明，空氣中流速大的地方壓強(qiáng)小.實(shí)驗(yàn)中吹風(fēng)機(jī)的氣流可以持續(xù)吹出，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能持續(xù)呈現(xiàn)，生動(dòng)直觀，便于學(xué)生持續(xù)觀察，比起教材一口氣吹紙片現(xiàn)象僅能維持瞬間的實(shí)驗(yàn)，更生動(dòng)持續(xù)，還能解放出嘴來(lái)給學(xué)生講解，和學(xué)生互動(dòng).

2 用泡沫顆粒演示

如圖6所示，從市售的卷曲透明塑料水管中截取一段長(zhǎng)約30厘米的管，用玻璃膠或AB膠粘在站立板的中間，呈半圓弧U形狀，兩端開口.從顆粒泡沫上摳下輕質(zhì)泡沫顆粒，用紙槽把顆粒輕輕倒進(jìn)管里，用手指彈管外壁，使泡沫顆粒墮入弧形管的最底部.用吹風(fēng)機(jī)在弧形管的一端沿管口水平吹動(dòng)氣流，就會(huì)發(fā)現(xiàn)管底的泡沫沿管徑飛出管口.這說(shuō)明管內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)沿吹風(fēng)管口方向的壓強(qiáng)差，而吹風(fēng)管口的空氣流速相對(duì)塑料管另一管口的空氣流速快，這就表明，在空氣中，流速大的地方壓強(qiáng)小.

3 用燭焰演示

如圖7所示，在上述弧狀U形管的左端口接入一個(gè)直角彎管，使朝天的管口變成水平向左的管口，在管口內(nèi)外壁裹帖上防火的香煙錫箔紙，在管口近前用大線卡固定一根紅蠟燭，使?fàn)T焰芯線與管口中心等高，靠燭焰范圍的板面也用錫箔紙?zhí)?，以防燭火燒壞漆面.點(diǎn)燃蠟燭，燭焰在管口前豎直向上燃燒著，然后用吹風(fēng)機(jī)在右端管口沿水平方向吹氣流，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)剛才豎直燃燒的燭焰會(huì)奇跡般的發(fā)生直角彎轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)旁邊的管口，儼然被管口吸了進(jìn)去，這又表明弧形塑料管內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)指向吹風(fēng)一端的壓強(qiáng)差，而吹風(fēng)一端的空氣流速比蠟燭一端的空氣流速快，這就表明，在空氣中，流速大的地方壓強(qiáng)小.

4 用乒乓球和氣球演示

如圖8所示，截下長(zhǎng)約3厘米的同樣大小的筷子頭四節(jié)，用玻璃膠在座板中間粘成空心十字樣，用吹風(fēng)機(jī)的吸氣頭立在四節(jié)筷子頭上，以便空氣從筷子縫隙間被吸入機(jī)內(nèi).拔下吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的圓口扁尾的變形頭，尾朝下口朝上，支住吹風(fēng)機(jī)手把，讓連在手把上掛機(jī)環(huán)扣嵌入變形頭的圓口內(nèi)，起穩(wěn)固吹風(fēng)機(jī)作用.吹風(fēng)機(jī)不吹風(fēng)時(shí)，用乒乓球和氣球分別或重疊放在吹風(fēng)機(jī)的網(wǎng)口上，兩者顯然放不穩(wěn)，總是晃蕩掉下.打開吹風(fēng)機(jī)吹風(fēng)，在風(fēng)口上放乒乓球和氣球，按習(xí)慣想象，兩球肯定會(huì)被吹跑掉落，結(jié)果出乎想象的是，兩球居然安穩(wěn)懸在風(fēng)口上，用手輕輕撥弄倆球，它們?cè)跉饬髦袚u蕩也不會(huì)跳逸到氣流外.這表明，兩球時(shí)時(shí)受到一個(gè)從氣流外圍指向氣流中間的壓強(qiáng)作用著，說(shuō)明空氣流速大的地方壓強(qiáng)比外圍流速小的空氣壓強(qiáng)小，簡(jiǎn)言之，該實(shí)驗(yàn)表明空氣中流速大的地方壓強(qiáng)小.

5 用連通器演示

如圖9所示，在站立板的另一面用裝高橙飲料的長(zhǎng)方形廢棄瓶、透明塑料水管、連接管、三通管、角鐵塊、細(xì)鐵絲、玻璃膠、大線卡、橡膠塞、有機(jī)玻璃水箱和小水泵制成一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)，在橫截面大的兩個(gè)瓶身處和橫截面小的水管處分別焊接三根等大等高的塑料管（或玻璃管），形成一個(gè)連通器.實(shí)驗(yàn)時(shí)在水槽里注滿適量的紅色水，把出水口用橡膠塞塞緊，向上面的水塔和水瓶泵水，泵到三根水柱里的水位足夠高時(shí)停泵，這時(shí)可見三根水柱由于連通器作用水位高度一致，表明相同深度的壓強(qiáng)相同.拔出橡膠塞，同時(shí)泵水，水開始循環(huán)流動(dòng)，這時(shí)三根水柱里的水位就不一樣高了，處在橫截面大水流速慢的水柱水位相對(duì)高點(diǎn)，表明流速慢的地方壓強(qiáng)相對(duì)大，處在橫截面小水流速快的水柱水位相對(duì)低點(diǎn)，表明水流速快的地方壓強(qiáng)相對(duì)小，也就是說(shuō)，在液體中，流速大的地方壓強(qiáng)小.

6 用水中乒乓球演示

如圖10所示， 在水槽里用兩個(gè)塑料吸盤牢牢吸住?槽底，彼此間隔一點(diǎn)距離，用玻璃膠把兩根等長(zhǎng)的細(xì)線和兩個(gè)乒乓球粘牢，在用細(xì)線分別把兩個(gè)乒乓球拴在吸盤上，在水槽中注水，以淹沒乒乓球?yàn)橐?，此時(shí)乒乓球和細(xì)線在水中處于豎直向上狀態(tài)，兩乒乓球間保持一個(gè)固定的距離，表明乒乓球之間及其周圍在相同深度所受的壓強(qiáng)相同，沒有大小差別.啟動(dòng)水循環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)出水管方向，使水流注入兩個(gè)乒乓球之間，造成兩球間液體的流速比周圍其他區(qū)域的流速快，這時(shí)兩球并不像我們習(xí)慣想的那樣被水流沖開增大間距，相反，發(fā)現(xiàn)兩球產(chǎn)生靠近相吸現(xiàn)象，說(shuō)明兩球間的壓強(qiáng)較周圍其他區(qū)域的壓強(qiáng)小，而兩球間水的流速比其他區(qū)域的流速快，表明液體中流速快的地方壓強(qiáng)小.

利用上述自制的教具，從氣體和液體兩個(gè)方面共六個(gè)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性證明了教材“更多的實(shí)驗(yàn)表明，在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小”的結(jié)論，利于學(xué)生牢記、掌握和運(yùn)用.該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)曾獲市級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)、省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)第1名和全省教具制作比賽二等獎(jiǎng)第1名.

教師們還可以發(fā)揮想象，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，動(dòng)手動(dòng)腦，自制更多的教具來(lái)生動(dòng)有趣演示流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新實(shí)踐能力，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，同時(shí)培養(yǎng)自己的教學(xué)情操，歷練自己的教學(xué)智慧和能力，感受物理教學(xué)的無(wú)窮魅力.

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