于學(xué)巖+朱曉嵐+蘇福河
中圖分類號:G622 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)14-212-02
現(xiàn)以人教版八下配套教參,對課文里“動手動腦學(xué)物理”液體壓強(qiáng)題的參考答案簡述如下淺見,用以跟同行交流,并期望得到各位師長指教(因受篇幅所限,題的內(nèi)容請參看課文)。
課本p38“動手動腦學(xué)物理”共編寫5道題:
例1:教參答案:因為液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng),液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,所以每次橡皮膜都向內(nèi)凹,而且第二次凹進(jìn)得更多。我們認(rèn)為:
(1)該題的完整答案應(yīng)為:如圖1所示:根據(jù)“力能改變物體形狀”和“液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律”:①因為液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)和壓力;②液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和壓力都是隨深度的增加而增大的;③瓶口朝上時橡皮膜離液面淺、橡皮膜受到的壓強(qiáng)和壓力都??;瓶口朝下時橡皮膜離液面深、橡皮膜受到的壓強(qiáng)和壓力都大;所以每次橡皮膜都向內(nèi)凹、且第二次凹進(jìn)得更多些。
(2)由于瓶內(nèi)密閉了空氣實驗證明:要用一次輸液器前端的針頭扎進(jìn)瓶壁,連接針頭的細(xì)輸液管搭在杯外,使瓶內(nèi)空氣跟瓶外大氣相通,這樣橡皮膜都向內(nèi)凹進(jìn)現(xiàn)象才會明顯。
(3)經(jīng)查該題最早編輯在1989.10.第1版義教試用課本p119第8題如圖2所示:一根兩端開口的玻璃圓筒,兩端都扎上橡皮膜,豎直地插入水中。為什么橡皮膜都向內(nèi)凹?為什么下端向內(nèi)凹進(jìn)得更多?我們通過實驗證明:豎直地插入水中以后,依據(jù)帕斯卡定律可知:密閉管內(nèi)的氣體能夠傳遞下端所受的壓強(qiáng)和壓力!上端的橡皮膜是向外凸出、下端的橡皮膜才是向內(nèi)凹進(jìn)的!后來該題才修改成現(xiàn)在題中的內(nèi)容。
(4)九十年代及以前的課文里,均用“凸出的橡皮膜,表示靜止液體對容器底和側(cè)壁能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)”;我們認(rèn)為:根據(jù)“力是改變物體形狀的原因”,“凸出的橡皮膜,直觀表示靜止液體對容器底和側(cè)壁能夠產(chǎn)生壓力”!分析后再指出:“凸出的橡皮膜,能夠間接表示靜止液體對容器底和側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng)大小”。這個實驗是符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和流體靜力學(xué)內(nèi)容的。
(5)2001.12.第1版舊課標(biāo)課本p70.采用右示上圖的演示實驗,我們認(rèn)為它涉及到流速、壓強(qiáng)、射程、下落高度和時間等5個物理量值之間的關(guān)系,既超出了初中物理教學(xué)內(nèi)容,又不屬于流體靜力學(xué)范疇。特別是把上圖圖片稍加處理,就露出下圖的“真面目”:下數(shù)第2個孔的射程最遠(yuǎn)!現(xiàn)用課本p33.圖9.2-1亦采用這種裝置:“說明液體對側(cè)面有壓強(qiáng)”,我們認(rèn)為在教學(xué)中是不宜選用的。
例2:教參答案:如圖3所示:根據(jù)p=ρgh,由于兩個容器中所盛的液體密度相同,右邊的容器中液體的深度大,所以右邊容器底受到的壓強(qiáng)大。我們認(rèn)為:
(1)該題最早編輯在課文里時,并沒有“兩個容器中盛有同種相同質(zhì)量的液體”的已知條件,那時的插圖十分清晰!根據(jù)“插圖是重要的已知條件”來解答該題:實際測得:兩個容器里液體深度:h左≈1cm、h右≈3cm?!遠(yuǎn)右/h左≈3cm/1cm≈3.0(倍,遠(yuǎn)大于水銀跟其他液體密度之比值),∴左槽裝水銀、右筒不裝水銀時:p左>p右;左槽不裝水銀、右筒裝任何液體時:均有p左
(2)該題在比較“哪個容器底受到的壓強(qiáng)大”時,插圖是重要的已知條件!容器底受到的壓強(qiáng)只跟容器中液體的深度和液體密度有關(guān)、而跟液重或體積等地?zé)o關(guān)!故知“兩個容器中盛有相同質(zhì)量的液體”是沒有用的條件!通過看圖就能明確深度的大小,就可以不用相同質(zhì)量這一條件。但這個條件可以使有些學(xué)生誤答為:“兩容器底受到的壓強(qiáng)相等”。
(3)思考題:①請比較容器底所受的壓強(qiáng)與壓力的大?。ù藭r,壓力等于容器內(nèi)的液重);②若不計容器質(zhì)量、請比較水平桌面所受的壓強(qiáng)與壓力的大小。
例3:教參答案:(1)在容器的左、右兩部分裝入不同深度的水,會看到橡皮膜凹向深度小的一側(cè)。(2)在容器的左部分裝入水,右部分裝入相同深度的酒精,會看到橡皮膜凹向酒精的一側(cè)。我們認(rèn)為:
要詳細(xì)分析為:內(nèi)裝同種液體深度如圖4所示:∵p=ρhg、h左 例4:教參答案:液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,攔河壩隨著深度的增加受到水的壓強(qiáng)也增大,在單位面積上受到的壓力也隨之增大。攔河壩設(shè)計成下寬上窄的形狀,可以使它隨著深度的增加承受的壓力也增大。p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×175 m=1.8×106 Pa。 我們認(rèn)為:(1)該問題可以從以下幾個方面作答:①由p =ρhg可知:水越深對壩下部的壓強(qiáng)和壓力都大,下部寬,抵抗壓強(qiáng)、特別是抵抗壓力的能力增強(qiáng);②下部寬增大攔河壩對壩基的受力面積,能夠減小壩重對壩基的壓強(qiáng);③上窄下寬,能節(jié)約建筑材料;④上窄下寬,能降底壩的重心、增大壩的穩(wěn)度;……以上均符合初中教學(xué)內(nèi)容。(2)題中沒有給出“g取10N/kg”,故此問的正確答案應(yīng)為:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×9.8N/kg×175 m=1.715×106 Pa。 (3)題中給出的“185m”沒有使用,叫做“干擾條件”。 例5:教參答案:這種地漏的結(jié)構(gòu)是一個“扣碗"倒扣在存水杯上,存水杯與下水管連接。當(dāng)存水杯中的水滿后,由連通器原理可知,水就會從下水管流出,而下水管中的“異味”則不能通過地漏進(jìn)入室內(nèi),從而達(dá)到密封“異味”的效果。 我們認(rèn)為:浴盆下面一要安裝“反水彎(鵝頭)”如圖5右所示;排水管入地還要安裝“地漏”如圖5左所示。它們都是利用“連通器原理”封堵地下管道里的“異味”的! 因受篇幅所限,教參相關(guān)答案不再贅述。向提供圖片和提出很好修改建議的王秀峰高級教師致謝!以上謬誤難免,敬請各位師長斧正。