用簡易實驗 突破“壓力”教學(xué)的難點

劉維志

【內(nèi)容摘要】物理是一門培養(yǎng)學(xué)生思維與動手能力的基礎(chǔ)課程，在學(xué)科核心素養(yǎng)的要求下，當(dāng)前物理教學(xué)應(yīng)更加注重對課堂的創(chuàng)新性教學(xué)方法的探索。運(yùn)用自制的簡易實驗會充分調(diào)動學(xué)生的積極性，增強(qiáng)對物理知識的直觀性認(rèn)識，有利于物理教學(xué)更好突破教學(xué)難點。作者將通過與自身的實踐相結(jié)合，對本方法進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】簡易實驗 創(chuàng)新思維 突破難點

就物理的實驗教學(xué)而言，它對培養(yǎng)具有創(chuàng)新性能力的人才具有很大的幫助作用。因此，在新課改的不斷深入下，物理的實驗教學(xué)也越來越受到各校的重視。教師教學(xué)目前各校實驗室建設(shè)不均且管理不到位，已有實驗器材損壞嚴(yán)重沒有人員維修，已形同虛設(shè)。而在實際教學(xué)中，實驗室能為學(xué)生提供的往往只是一些常規(guī)器材，難以勝任日常的教學(xué)任務(wù)。特別是用于教學(xué)中難點突破的器材更加缺乏，教師利用身邊的常見事物，通過自動手制作一些簡易的器材來擺脫當(dāng)前的困境，下面以初中物理教學(xué)中用身邊物品自制簡易器材來突破壓力教學(xué)難點為例進(jìn)行論述。

“壓力”也是彈力的一個分支，它在理解上有些抽象，難以被學(xué)生輕松掌握，但從其效果的角度來說，它有很簡單，它的具體表現(xiàn)形式與普通的力一樣；“壓力”也是一種彈力，的名字來自于它的具體作用效果，是一種研究物體形變的物理量；壓力在日常生活中處處存在，是學(xué)生的“老朋友了”，可由于較為抽象，學(xué)生難以很好的把握其方向、壓力與重力區(qū)別、液體對容器底部壓力與液體自身重力關(guān)系等的理解始終是難點。在日常的教學(xué)中，教師可以與學(xué)生已經(jīng)掌握的知識相結(jié)合，讓學(xué)生通過具體的實際操作探究找尋壓力的方向、大小和重力之間的區(qū)別、液體對容器底部收到的力與液體自身重量關(guān)系等難點知識，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，化抽象為具體來突破壓力教學(xué)的難點。

一、探究壓力的方向與接觸面關(guān)系

器材：鋼直尺、木板、乒乓球、彈簧。

教學(xué)設(shè)計：

學(xué)生活動：

1.體驗：用右手按壓左手

2.實驗：（1）用手壓縮彈簧、壓鋼尺觀察用力的方向與形變的效果。

3.演示實驗：

（1）展示乒乓球在不受其他外力作用的情況下下落后，掉在水平放置的木板上，觀看乒乓球反彈后運(yùn)動的方向，乒乓球運(yùn)動的方向是垂直向上的。

（2）演示乒乓球自由下落在斜木板，觀察乒乓球彈起方向，彈起方向不是豎直向上而是垂直于斜木板。

通過演示實驗所展示出的現(xiàn)象，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鏊伎?，發(fā)現(xiàn)壓力的作用方向是與物體的表面相垂直，并指向物體的。此處用乒乓球運(yùn)動軌跡顯示壓力的方向從而化抽象為具體，比教材通過學(xué)生壓墻、釘圖釘?shù)鹊捏w驗來認(rèn)識壓力的方向具體生動。

二、探究固體物體對接觸面的壓力與自身重力的關(guān)系

器材：鋼直尺、重物塊、細(xì)線。

教學(xué)設(shè)計：

1.學(xué)生討論、表達(dá)（用表格培養(yǎng)對比的思維方法）

2.演示實驗：用鋼直尺、重物塊、細(xì)線依照圖標(biāo)所展示的布局操作，分別對物體在水平面和斜面上所用壓力進(jìn)行演示，比較，進(jìn)而分析得出壓力與重力之間在大小上所存在的關(guān)系。

用實驗的方法，化抽象為具體，通過觀察重物塊放在水平面鋼直尺上，直尺被壓彎程度較大，同一重物塊放在鋼直尺構(gòu)成的斜面上，直尺被壓彎程度較小（逐步增大斜面傾角，直尺被壓彎程度更小，當(dāng)傾角達(dá)900時沒有作用效果），對鋼尺的彎曲程度進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，找出重量與壓力的不同之處。

三、探究容器對水平接觸面壓力與容器所盛物體重力、浮力的關(guān)系

器材：剪去瓶底的礦泉水瓶1個、石子、小木塊、電子臺秤2個、紅墨水、滴管、盛有水的燒杯。

教學(xué)設(shè)計：

1.用滴管吸取紅墨水滴入盛有水燒杯中，將水染紅。并用電子臺秤出質(zhì)量，記下示數(shù)為m0。

2.用電子臺秤稱出空塑料杯質(zhì)量，記下示數(shù)m1。此時塑料杯對電子臺秤壓力為m1g。

3.將適量染紅的水到入塑料杯中，記下此時電子臺秤示數(shù)為m2。此時塑料杯對電子臺秤的壓力為m2g。

4.用電子臺秤稱出剩下燒杯和水質(zhì)量，記下示數(shù)為為m3。

分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：

m2g=m3g-m0g+m1g

即容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛水重力（同樣用石子、木塊代替水也能得出相同結(jié)論）。

拓展一：

1.用電子臺秤稱出小石子質(zhì)量，記下示數(shù)m4。

2.將石子放入上述盛有適量染紅的水塑料杯中（水未溢出），記下此時電子臺秤示數(shù)為m5。此時塑料杯對電子臺秤的壓力為m5g。

分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：

m5g=m3g-m0g+m1g+m4g

即容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛物體（水、石子）重力，不應(yīng)該減去石子所受浮力，與石子所受浮力無關(guān)。

拓展二：

1.用電子臺秤稱出小木塊質(zhì)量，記下示數(shù)為為m6。

2.將木塊放入上述盛有適量染紅的水、石子塑料杯中（水未溢出），記下此時電子秤臺示數(shù)為m7。此時塑料杯對電子臺秤的壓力為m7g。

分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：

m7g=m3g-m0g+m1g+m4g+m6g

即容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛物體（水、石子、木塊）重力，不應(yīng)該減去石子、木塊所受浮力，與石子、木塊所受浮力無關(guān)，。

學(xué)生通過以上實驗，就能理解容器對水平接觸面壓力等于容器自身重力加上所盛物體（水、石子、木塊）的重力，不應(yīng)該減去所盛物體受浮力的這一困惑問題。物體雖然受到了浮力但物體排開的液體還在容器中并且他們大小剛好相等，所以不應(yīng)該減去所盛物體受浮力。

四、液體對容器底部的壓力與液體自身重力的關(guān)系

器材：鐵架臺、漏斗1個、保鮮膜、電子臺秤2個、透明膠、紅墨水、注射器一個、盛有水的燒杯。

教學(xué)設(shè)計：

1.用滴管吸取紅墨水滴入盛有水燒杯中，將水染紅，用注射器吸入。并用電子臺秤稱出其質(zhì)量，記下示數(shù)為m0。

2.將漏斗底部用保鮮膜、透明膠將其開口大的一端封閉，制成開口為上小下大的容器，置于鐵架臺鐵夾上，調(diào)節(jié)鐵夾與電子臺秤位置，使保鮮膜剛好與電子臺秤接觸，電子臺秤示數(shù)為零。

3.將注射器中的水注入漏斗中，記下此時電子臺秤示數(shù)為m2。此時保鮮膜對電子臺秤的壓力為m2g。

4.用電子臺秤稱出剩下水和注射器質(zhì)量，記下示數(shù)為m3。

分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：

m2g>m3g-m0g

即容器開口為上小下大時液體對容器底部壓力大于液體自身的重力。

拓展一

用上述的實驗方法可以證明容器開口為上大下小時液體對容器底部壓力小于液體自身的重力。

拓展二

用上述的實驗方法可以證明容器開口為上下一樣大時液體對容器底部壓力等于液體自身的重力。

這樣，學(xué)生通過以上實驗，就能理解不規(guī)則容器底部受到液體的壓力不等于液體自身的重力，教師再通過用模型法進(jìn)行理論推導(dǎo)，學(xué)生就更容易理解。

在物理教學(xué)中實驗是突破教學(xué)難點的重要手段，但有些實驗器材難于滿足實驗要求，因此用身邊物品自制簡易實驗的輔助功能就顯得尤為重要。用身邊物品自制簡易實驗用于實驗教學(xué)讓我的物理課堂充滿了魅力，讓我收獲了成功和自信，當(dāng)然，最重要的是讓我的學(xué)生喜歡上了物理，今后，用身邊物品自制簡易實驗和我的物理教學(xué)將一路同行！

【參考文獻(xiàn)】

[1] 羅仙. 液體壓強(qiáng)解題思路淺析[J]. 新課程導(dǎo)學(xué)，2010（33）.

（作者單位：重慶市江津田家炳中學(xué)校）