具有“液片”连通器的设计

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  一、设计目的
  
  连通器的原理是连通器中只装一种液体,当液体静止时连通器的各部分中的液面总是相平的,在平时的教学中,一般都是利用“假想液片法”,引导学生按以下思路分析:液体静止——液片处于二力平衡——液片两侧面受到的压力相等——液片两侧受到的压强相等——两管液面高度相等,虽然这种方法有利于培养学生思维能力和运用知识分析问题的能力,但是比较抽象,相当一部分学生在理解“液片”时都有一定的难度,为了克服这一困扰教学效果的难题,我们设计了如图1所示的实验装置,在教学实践中取得了理想的效果,此装置将虚无假设的“液片”变为真实可见的模拟液片,使抽象知识直观化,能降低教材上的知识难度;并且教具的设计贴近生活,使用学生身边的生活用品以及废旧材料(注射器及应购买新的),能激发学生学习兴趣、启发学生的创新意识、培养和训练学生的动脑动手能力,符合新课改的要求。
  
  二、设计器材
  
  60ml塑料注射器两个、胶卷桶1个、70mm长的乳胶管2段、中性笔笔芯杆、塑料薄片、无色聚酯薄膜片、细线、透明胶带等若干。
  
  三、组装说明
  
  1.制作模拟圆液片:用红色塑料薄片剪一个直径略小于胶卷桶内径的圆片。
  2.制作具有液片盒的连通管:
  (1)给胶卷桶底部和盖子中间各钻一个孔,将一端管口塞着中性笔芯杆的两端乳胶管,分别插接在胶卷桶底部和盖子中间。
  (2)在模拟圆液片边缘用针扎两个相距约10mm的小孔,孔内各穿一截细线:剪宽约10mm的一条无色聚酯薄膜片,将其卷成直径略小于胶卷桶内径,用透明胶带粘结固定;再将模拟圆液片边缘的两截细线用透明胶带粘在聚酯薄膜桶一端,使模拟圆液片与聚酯薄膜筒的圆心基本重合。
  (3)将聚酯薄膜筒轻轻套入胶卷桶内,让挂在筒边一侧的红色模拟圆液片处于胶卷桶中部,使其平面与胶卷桶底、盖面平行后合上胶卷桶盖子,即制成具有液片盒的连通管。
  3.组装连通器:将两乳胶管分别与两个60ml的塑料注射器相连,即制成了具有“液片”的连通器。
  
  四、演示说明
  
  从一个的注射器中向装置注入红色的水,当两个注射器中的水面相平时,装置中的水不流动,胶卷桶中的圆液片竖直静止,提起右边的注射器,使右边注射器中的水面高于左边注射器中的水面时,连通器中的水从右向左流动,这时可观察到胶卷桶中的圆液片向左摆动,直到两注射器中的水面相平时,连通器中的水不再流动,胶卷桶中的圆液片又处于竖直静止;当降低右边的注射器时,即左右注射器中的水面再次出现高度差时,观察到的现象则相反。
  
  
  五、现象说明
  
  (1)连通器中装有同种液体,不流动时,各分容器中的液面相平。
  (2)两容器连通的部分有一“液片”,当容器内的液体静止时,这个“液片”也是静止的。
  (3)“液片”两个侧面受到的压力相等,压强也相等。
  (4)将假想的液片变为真实可见的,增加了直观性,降低了难度。
  
  (责任编辑:黄春香)
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