大氣壓強(qiáng)實驗范文
時間:2023-04-08 01:43:48
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篇1
摘要:物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),生動的創(chuàng)新實驗?zāi)軜O大的激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲,調(diào)動學(xué)生探究積極性,同時也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。本文以《大氣壓強(qiáng)》這節(jié)課為例,介紹了幾個創(chuàng)新實驗,并提出實驗創(chuàng)新的設(shè)計思路。
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關(guān)鍵詞:大氣壓強(qiáng);實驗;創(chuàng)新設(shè)計
篇2
【關(guān)鍵詞】簡單;大氣壓強(qiáng);環(huán)保創(chuàng)新思維;廢舊品
0 引言
課堂教學(xué)是學(xué)生在教師的組織與指導(dǎo)下,通過多種教學(xué)活動完成一定得教學(xué)任務(wù)的過程。[1]而物理實驗已經(jīng)漸漸演變成現(xiàn)代物理課堂教學(xué)的重要方式之一,教育創(chuàng)新成為我們國家所重視的一大工程,在教育方面的投入也明顯呈上升趨勢,因此對于這樣的好機(jī)會,孩子們都應(yīng)該更著重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如何創(chuàng)新地將前人的經(jīng)驗,去其糟粕,取其精華,才能節(jié)約成本而等效地達(dá)到相同的目的。與此同時我們還要將這種思維的創(chuàng)新與自然相聯(lián)系,必須以綠色環(huán)保、無公害為宗旨,或者是指將對環(huán)境污染降到最低,這就是我們的創(chuàng)新。
在我們的生活中,創(chuàng)新思維對于我們當(dāng)代學(xué)生來說是不可或缺的,創(chuàng)新是要讓你改進(jìn)的事物更加簡潔易懂,讓大眾覺得操作方便還得應(yīng)大眾所需,可是如今許多中學(xué)生僅僅知道學(xué)習(xí)書本上的知識,卻忽略了實驗的重要性,或者說由于學(xué)校實驗器材的不完備,導(dǎo)致有些地方的學(xué)生根本沒有機(jī)會去接觸實驗,對相關(guān)知識點死記硬背,這樣不僅對學(xué)生對于知識的理解斷章取義,而且阻礙了學(xué)生們?nèi)グl(fā)揮自己的創(chuàng)新思維,畢竟一切理論知識都是建立在實踐操作基礎(chǔ)之上的,只有通過實驗才能證明其正確性和可行性,所以學(xué)生只有自己動手去驗證才能更深刻的理解知識,從而將其運(yùn)用于實際生活中。
鑒于此,我們通過將回收的廢舊品制成簡單器材設(shè)計大氣壓強(qiáng)實驗,讓學(xué)生通過簡單的實驗去親自證明理論的正確性,通過實驗的演示去激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和想象力。由于實驗器材方便簡潔易于收集,所以更能幫助同學(xué)們在生活中去尋找實驗,在實驗中去體驗生活的奇妙。
1 教具設(shè)計
1.1 教具簡介
生活平底盤子一個、玻璃水杯一個、自來水、紅(藍(lán)、黑)墨水、蠟燭一根、打火機(jī)(火柴)、小刀、硬幣一枚等組成
1.2 實驗演示
首先將一枚硬幣放入一個平底盤中,再往盤中加入一定量的自來水,要求淹沒紐扣,然后再往盤中滴入紅墨水少許(為使實驗現(xiàn)象更明顯,可以稍微多加一些),接下來用小刀截取一小段蠟燭,將其放入準(zhǔn)備好的玻璃杯中,并用蠟油固定在玻璃杯底,再點燃它。待蠟燭燃燒至杯壁稍微發(fā)燙時(位使實驗效果明顯,可以稍微燙一點兒),迅速將其倒扣入盤中,要求玻璃杯口邊緣壓著紐扣。
可以發(fā)現(xiàn),在倒扣入盤中的瞬間,蠟燭熄滅,慢慢地杯外盤中的液面下降,盤中的水越來越少,而玻璃杯中的液面卻慢慢地上升,如圖1,最后會發(fā)現(xiàn)盤中的水幾乎全部被吸入到玻璃杯中,如圖2。
1.3 實驗分析
通過實驗我們可以了解到,當(dāng)蠟燭在玻璃杯中不斷燃燒時,杯中空氣受熱膨脹,當(dāng)玻璃杯被倒扣入盤中后,空氣的缺少導(dǎo)致蠟燭熄滅,此時空氣溫度也會慢慢降低,在杯中空氣體積不變、重力加速度也不變的情況下,空氣密度降低,由初中物理計算液體壓強(qiáng)的公式P=ρgv可知,杯內(nèi)大氣壓強(qiáng)會逐漸減小,由于大氣壓平衡,要維持杯內(nèi)杯外壓強(qiáng)相等,所以杯內(nèi)液面上升以達(dá)到杯內(nèi)空氣體積減小,空氣密度上升,增加杯內(nèi)壓強(qiáng)的目的,所以盤中水被吸收到玻璃杯中,會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象都是大氣壓強(qiáng)存在的表現(xiàn)。
2 總結(jié)
物理實驗既是一種教與學(xué)的方式,又是學(xué)生必須掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容和科學(xué)方法;物理實驗促進(jìn)學(xué)生正確地理解物理概念、規(guī)律和方法,激發(fā)學(xué)生對自然科學(xué)的熱愛有著獨(dú)特的魅力和力量。[2]通過空氣壓強(qiáng)的實驗設(shè)計及實現(xiàn),可以得出中學(xué)有些物理實驗并不是都需要昂貴精密的設(shè)備和器材才能去完成,在我們身邊的一些廢棄回收物也可以組裝完成許多重要且有趣的物理實驗,這樣不僅將生活中的廢棄物變廢為寶,達(dá)到環(huán)保的目的,而且可以幫助學(xué)生理解知識,更方便容易地接觸實驗,親手做實驗。不再為昂貴的實驗器材而擔(dān)憂(針對小型物理實驗)。
創(chuàng)新型物理實驗對學(xué)生來說不僅實驗器材收集容易,而且方便學(xué)生理解,更能增加學(xué)生對知識的興趣,加深對知識的印象,學(xué)生通過自己動手,自己總結(jié)出來的結(jié)果是最深刻的,所以,理論與實踐的結(jié)合往往會達(dá)到事半功倍的效果。學(xué)生在動手做實驗的過程中難免會遇到很多困難,這樣的教學(xué)方式也能激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,這也是當(dāng)代教學(xué)的發(fā)展趨勢,只有適應(yīng)這種趨勢,才能更好的發(fā)揮學(xué)生的潛力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活度,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。簡單的實驗?zāi)P筒粌H老師講解起來方便,學(xué)生也容易理解,也容易去做,所以,簡化是我們繼續(xù)研究的對象,希望通過簡單的實驗器材達(dá)到更深刻理解知識的效果。
【參考文獻(xiàn)】
篇3
1.知識與技能
(1)通過實驗觀察,體驗大氣壓強(qiáng)是客觀存在;
(2)了解測量大氣壓強(qiáng)的實驗―托里拆利實驗;
(3)了解大氣壓強(qiáng)的大小和單位。
(4)了解大氣壓強(qiáng)與體積、高度、沸點、天氣的變化關(guān)系。
(5)了解生活中利用大氣壓的實例.
2.過程和方法
(1)通過觀察一些實驗現(xiàn)象感知大氣壓強(qiáng)的客觀存在.
(2)通過一些實驗感知大氣壓強(qiáng)的值很大.
(3)感知人類對大氣壓強(qiáng)的利用.
3.情感態(tài)度和價值觀
(1)培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度.
(2)通過對大氣壓應(yīng)用的了解,使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響.
(3)通過對大氣壓強(qiáng)的認(rèn)識,使學(xué)生領(lǐng)略大自然的神奇和美妙。
重點:大氣壓強(qiáng)的存在和大氣壓強(qiáng)的測定
難點:理解活塞式抽水機(jī)和離心式水泵的工作過程
儀器材料:易拉罐、針筒、茶杯、硬紙片、大、小試管、砝碼、活塞式抽水機(jī)模型、
離心式水泵模型、托里拆利實驗錄像帶、抽水機(jī)和離心泵電腦動畫
教學(xué)方法:講授法、學(xué)生分組實驗、討論相結(jié)合、演示實驗、自學(xué)法
情境創(chuàng)設(shè)、引入課題
模擬馬德堡半球?qū)嶒灒稣n題
導(dǎo)學(xué)過程
一、體驗大氣壓強(qiáng)的客觀存在
1、閱讀教材68頁內(nèi)容,用筆畫出重點詞和句子。觀察8―22的四幅圖,思考:
1、觀察到了什么現(xiàn)象?
2、說明了什么?
3、大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是什么?
2、合作探究,學(xué)生分組實驗,實驗完后,討論上述問題。5分鐘后小組演示、分析、總結(jié)出結(jié)論。
可見,和液體一樣,空氣內(nèi)部各個方向也都存在 。這種壓強(qiáng)稱為 ,簡稱大氣壓或氣壓
3、討論:大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是什么?
1.產(chǎn)生原因:1)由于空氣有質(zhì)量,會受到 的作用
2)具有 性
浸在大氣中的物體都受到大氣產(chǎn)生的 ,大氣內(nèi)部向 方向都有壓強(qiáng)。
二、大氣壓強(qiáng)的測定
1、提出問題:大氣壓有多大呢?如何能測出大氣壓的值?
簡要介紹科學(xué)家托里拆利.
放錄像:托里拆利實驗,同時思考:他是如何測出大氣壓的值的?
看完后,請同學(xué)們討論以下問題:
(1)水銀柱下降到760為什么不再下降了?
分析:玻璃管內(nèi)水銀柱上方是 ,而管外水銀槽面上受到大氣壓強(qiáng)的作用,正是 支持著管內(nèi)760毫米高的水銀柱,
也就是說此時大氣壓強(qiáng)跟760毫米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。
(2)如何計算大氣壓的值?
根據(jù)液體壓強(qiáng)P=ρgh,計算76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多大?(ρ水銀=13.6×103Kg/m3)
P氣=P水銀
=ρ水銀gh
=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105Pa
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(P0)= mmHg= Pa
(3)、如果玻璃管傾斜,會影響結(jié)果嗎?為什么?
(4)、改用粗一些或細(xì)一些的玻璃管,會影響結(jié)果嗎?
(5)、如果漏進(jìn)去一些空氣,會影響結(jié)果嗎?為什么?
三、大氣壓強(qiáng)的變化
1.閱讀教材70頁“科學(xué)窗”內(nèi)容,完成下列問題:
(1)、氣壓計是用來測量 的儀器。
(2)、氣壓計分為 氣壓計和 氣壓計,又叫 氣壓計。
(2)、分組實驗:用手指堵住注射器前端小孔,另一只手壓活塞,有何感覺?再用手向外拉活塞,又有何感覺?
得出結(jié)論:在溫度不變的條件下,一定質(zhì)量的氣體,體積減小它的壓強(qiáng)就 ,體積增大它的壓強(qiáng)就 。
(3)、大氣壓與高度、天氣的關(guān)系
出示幻燈片,學(xué)生思考,得出結(jié)論:
①、高度越高,氣壓越 ,高度越低,氣壓越 。
②、天氣晴朗氣壓 陰雨天氣氣壓 ;夏天氣壓低,冬天氣壓高。
(4)、大氣壓與沸點的關(guān)系
液面上的氣壓越高,液體的沸點越 ;反之,氣壓越低,液體的沸點越 。
四、大氣壓的應(yīng)用
⑴:大氣壓在我們?nèi)粘I?、生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用?
引導(dǎo)學(xué)生看課本圖8―28,思考后進(jìn)行解釋。
⑵:大氣壓還有一個重要的應(yīng)用,活塞式抽水機(jī)和離心式水泵.
演示抽水機(jī)的連續(xù)抽水動作
用電腦動畫演示活塞式抽水機(jī)的分步工作過程
學(xué)生填圖8―29,了解活塞式抽水機(jī)的工作原理
演示實驗,演示能夠連續(xù)工作的離心式水泵.
然后再用電腦動畫模擬分步工作過程.
思考:為什么工作前要將入水管和水泵內(nèi)充滿水?
本節(jié)小結(jié):本節(jié)課我們學(xué)到了什么?還有什么疑惑?
五、當(dāng)堂測評
1.登山運(yùn)動員徒手攀登海拔較高的山峰,在繼續(xù)攀登海拔4000m以上高度時,盡管經(jīng)過充足的休息后再爬,但是越往上爬越感覺到乏力,出現(xiàn)頭暈、耳鳴和惡心等現(xiàn)象,其主要原因( )
(A)山峰陡峭,人體能量消耗大 (B)高處氣溫太低
篇4
下面我們以一個具體的教學(xué)案例(人教版《物理》九年級全一冊第14章第3節(jié)“大氣壓強(qiáng)”),來體會物理教師是如何開發(fā)和利用物理課程資源的?!墩n程標(biāo)準(zhǔn)》對這節(jié)課的要求是通過實驗探究學(xué)習(xí)壓強(qiáng)的概念,能用壓強(qiáng)公式進(jìn)行簡單計算,了解測量大氣壓強(qiáng)的方法。具體的教學(xué)過程如下。
一、回顧歷史、模擬實驗
【事件1】重現(xiàn)馬德堡半球?qū)嶒灒航處熇媒炭茣系膱D片,講述格里克當(dāng)年所做的馬德堡半球?qū)嶒?;教師用實驗室里的馬德堡半球演示儀器進(jìn)行演示,重現(xiàn)歷史,學(xué)生協(xié)助教師操作實驗。
【事件2】學(xué)生做“分離塑料吸盤”的小實驗:教師事先讓學(xué)生準(zhǔn)備好兩個帶拉鉤的塑料吸盤(直徑大約4cm,超市可以買到),讓學(xué)生模擬馬德堡半球?qū)嶒灒蛛x塑料吸盤,并讓學(xué)生沿著不同的方向拉吸盤。
【教學(xué)過程說明】教師重現(xiàn)了歷史上的偉大實驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。學(xué)生利用塑料吸盤模擬馬德堡半球?qū)嶒?,感受學(xué)習(xí)的樂趣,體驗成功,同時為分析大氣壓強(qiáng)的方向做好了鋪墊。
二、感受大氣壓強(qiáng)
【事件3】演示實驗一:杯蓋提杯。教師用百搭杯蓋將裝滿水的玻璃杯提起。學(xué)生觀察實驗,思考蓋能提起一杯水的原因。
【事件4】演示實驗二:吸管吸水。教師把玻璃管放入飲料中,用手堵住吸管的一端,把玻璃管提出水面,飲料留在吸管中;松開手指,飲料流下。學(xué)生觀察實驗,思考杯蓋能提起一杯水的原因。學(xué)生利用手中喝飲料的塑料吸管做這個實驗,觀察現(xiàn)象、分析原因。
【事件5】演示實驗三:吞蛋實驗。教師在臉盆中放入熱水,用熱水加熱玻璃瓶,大約10秒,倒出熱水,迅速把剝好的熟雞蛋放入瓶口(雞蛋直徑大于玻璃瓶口徑)。把玻璃瓶放入準(zhǔn)備好的冷水中,并不斷向瓶身澆冷水,雞蛋被吞進(jìn)瓶中。
【教學(xué)過程說明】利用生活中常見的物品創(chuàng)設(shè)情境,將物理與生活聯(lián)系起來,引起學(xué)生的興趣,啟發(fā)學(xué)生積極思考。尤其是“吞蛋實驗”的效果生動、明顯,學(xué)生熱情參與,倍感新奇。
【事件6】教師引導(dǎo)學(xué)生思考:這些現(xiàn)象產(chǎn)生的共同原因是什么?學(xué)生通過上面的實驗探究,歸納概括出大氣壓力和大氣壓強(qiáng)的概念。引導(dǎo)學(xué)生分析演示實驗中各個物體所受大氣壓強(qiáng)的方向。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出大氣壓力和大氣壓強(qiáng)的概念,并對上述實驗物體進(jìn)行受力分析。
【教學(xué)過程說明】教師提出問題,引導(dǎo)學(xué)生探究原因,得出結(jié)論。學(xué)生先前已經(jīng)學(xué)習(xí)了平衡力的知識,教師提示學(xué)生要學(xué)會遷移已有的知識解決新問題。
【事件7】教師提問:怎樣測量大氣壓強(qiáng)?激起學(xué)生再次探究的欲望。
三、測量大氣壓強(qiáng)
【事件8】學(xué)生實驗“粗略測量大氣壓強(qiáng)”。①教師給學(xué)生提供的器材有:內(nèi)壁經(jīng)過處理、容積為1ml的玻璃注射器(活塞尾部系好細(xì)線);量程為10N的彈簧秤1個;刻度尺1把。②教師給出實驗原理:p=F/S。③學(xué)生討論大氣壓力F和受力面積S的測量方法。對各種測量方法,師生共同分析和評價,找出合理的測量方案。④合理的方案是:將注射器活塞推到底,用手堵住針孔端,用測力計拉活塞,拉動瞬間,記下測力計示數(shù),即為大氣壓力F(F約為2.6N)。用注射器容積V(1ml)除以注射器全部刻度所對應(yīng)的長度l(3.5cm),得到注射器活塞的橫截面積,即為受力面積S(S約為0.28cm2)。利用公式求出大氣壓強(qiáng)(p約為0.93×105Pa)。⑤教師對學(xué)生活動進(jìn)行總結(jié),給予鼓勵。
【教學(xué)過程說明】在探究實驗中,教師應(yīng)及時糾正學(xué)生在理解、測量環(huán)節(jié)上的錯誤,通過探究讓學(xué)生認(rèn)識到解決科學(xué)問題需要經(jīng)歷的過程,體驗探究過程的艱辛與快樂。動手實驗可加深學(xué)生對大氣壓力及其作用面積的理解。
【事件9】播放精確測量大氣壓強(qiáng)的實驗“托里拆利實驗”。教師通過網(wǎng)上下載的視頻,播放托里拆利實驗的測量過程。教師讓學(xué)生計算大氣壓強(qiáng)的數(shù)值,最終得出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:p0=760mmHg≈1.013×105Pa。
【教學(xué)過程說明】用托里拆利實驗精確地測量出大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。由于水銀有毒,學(xué)生不易操作,教師可用視頻教學(xué)。
【事件10】教師提問:為什么托里拆利實驗用的是水銀,而不是生活中常見的水?
學(xué)生動筆計算,得出至少需要10m高的玻璃管,才能用水做大氣壓實驗,不容易實現(xiàn)。
【教學(xué)過程說明】教師的提問,使學(xué)生的思維又一次活躍起來,使學(xué)生更深刻地理解大氣壓的數(shù)值。
四、生活中的大氣壓
【事件11】教師列舉大氣壓強(qiáng)對人體的影響,讓學(xué)生利用本節(jié)課知識分析生活中應(yīng)用大氣壓強(qiáng)的實例,如用吸管喝飲料、鋼筆吸墨水、高壓鍋煮飯;播放圖片:大氣壓強(qiáng)隨海拔高度改變的圖片。引導(dǎo)學(xué)生分析大氣壓強(qiáng)隨海拔高度變化的規(guī)律。
【教學(xué)過程說明】將理論與實際生活聯(lián)系起來,讓學(xué)生體會物理與生活的聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生樂于思考,善于發(fā)現(xiàn)問題的好習(xí)慣。
五、教師向?qū)W生提供學(xué)習(xí)的參考網(wǎng)站
篇5
一、教材特點與教學(xué)現(xiàn)狀
(一)教材編寫突出主題 弱化了核心概念的產(chǎn)生或復(fù)合
浙教版初中科學(xué)教材將生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與空間科學(xué)作為一個整體來設(shè)計,教材的章節(jié)編寫采用主題形式將各領(lǐng)域知識進(jìn)行融合。“大氣壓強(qiáng)”概念屬于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域,但由于天氣變化與大氣壓有關(guān),因此被安排在八年級上冊第二章《天氣與氣候》第三節(jié)《大氣的壓強(qiáng)》,編者試圖打通各領(lǐng)域概念“隔閡”,實現(xiàn)從“大氣壓強(qiáng)”到“天氣與氣候變化”的概念進(jìn)階。
與大氣壓強(qiáng)相關(guān)的核心概念是“壓強(qiáng)”,“壓強(qiáng)”是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域“運(yùn)動和相互作用”的核心概念之一,固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)、浮力等概念都由這個核心概念衍生,其中固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的內(nèi)容被教材編入七年級下冊第三章《運(yùn)動和力》。
(二)教師缺乏核心概念意識 忽視了學(xué)生思維的進(jìn)階發(fā)展
《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》對該節(jié)的內(nèi)容目標(biāo)設(shè)計為:通過實驗認(rèn)識大氣壓的大小和方向,知道大氣壓的變化及其對生活的影響;活動建議為:用實驗估測大氣壓的大小,顯示大氣壓的方向?!犊茖W(xué)教學(xué)參考書》中,該部分的教學(xué)目標(biāo)為:1.能列舉證明大氣壓存在的實驗現(xiàn)象和生活現(xiàn)象,并能用大氣壓解釋有關(guān)現(xiàn)象。2.能說出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值,說出測量大氣壓的工具:水銀氣壓計和空盒氣壓計。比較課程標(biāo)準(zhǔn)和教參對該部分內(nèi)容的要求,發(fā)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于實驗在建構(gòu)這部分概念中的作用,而浙教版《科學(xué)》則更側(cè)重于對現(xiàn)象的認(rèn)識和解釋,在大氣壓這一概念的深度上要求稍低,廣度上要求更高。
通過教學(xué)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)許多教師普遍存在如下問題:教學(xué)形式采用的大量實驗缺乏層次性,學(xué)習(xí)內(nèi)容缺乏梯度設(shè)計,沒有按照邏輯順序呈現(xiàn),對以核心概念來組織學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)識不足,忽視學(xué)生思維的進(jìn)階發(fā)展,不能生成系統(tǒng)的知識和技能。
二、學(xué)習(xí)進(jìn)階分析
浙教版《科學(xué)》八年級上冊第二章《大氣壓強(qiáng)》之第一課時學(xué)習(xí)進(jìn)階全景圖見圖1。
學(xué)習(xí)進(jìn)階并非是每一名學(xué)生都遵循的同一認(rèn)知進(jìn)程,不同的學(xué)生以不同的思維路徑抵達(dá)終點。構(gòu)建學(xué)習(xí)進(jìn)階圖可以讓教學(xué)定位一目了然,讓學(xué)生對核心概念的相關(guān)學(xué)習(xí)更加深入、更加貫通、更有關(guān)聯(lián)性,減少對孤立事實和概念的記憶。
三、學(xué)習(xí)進(jìn)階視域下的“大氣壓強(qiáng)”教學(xué)設(shè)計與實踐
環(huán)節(jié)一:重現(xiàn)原有知識經(jīng)驗 推測大氣壓強(qiáng)的存在
教師用礦泉水瓶演示如圖2實驗,問:看到了什么?這一現(xiàn)象說明什么?
教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上追問:液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是什么?
(通過簡單的演示實驗,喚醒學(xué)生原有知識經(jīng)驗,鞏固液體壓強(qiáng)的特點和產(chǎn)生的原因,為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)作好鋪墊)
教師繼續(xù)問:有什么辦法可以讓小孔中的水不流出?
教師根據(jù)學(xué)生回答,分別演示用手堵住小孔和蓋上蓋子,引導(dǎo)學(xué)生思考:蓋上蓋子的效果可以與用手堵的效果相同,那么瓶子的周圍有什么存在呢?
(利用具體的演示實驗,造成學(xué)生視覺上的沖擊,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象思維:在瓶的周圍有一種物質(zhì)像手一樣堵住了小孔,使學(xué)生感受大氣壓強(qiáng)的存在,順利踏上學(xué)習(xí)的階梯)
教師引導(dǎo)學(xué)生尋找論據(jù),應(yīng)用科學(xué)思維進(jìn)行推理:地球表面有大氣,大氣受重力作用且有流動性,則大氣應(yīng)該也有壓強(qiáng)。
環(huán)節(jié)二: 證明大氣壓強(qiáng)的存在
進(jìn)階水平1:體會大氣壓強(qiáng)的存在。
教師用紙杯和紙片演示圖3至圖8所示的系列實驗。
(1)演示圖3,問:紙片為什么會掉?
(2)演示圖4,問:紙片為什么不掉下來?并對紙片進(jìn)行受力分析。
(3)演示圖5,問:紙片為什么不掉下來?對紙片進(jìn)行受力分析,得出推測:大氣對紙有向上的托力。(有學(xué)生提出是因為水把紙片吸住,教師用大頭針在杯底扎一小孔,空氣進(jìn)入杯中后紙片迅速下落)
(4)演示圖6和圖7,問:紙片也不掉下來,說明什么?
(5)演示圖8,瓶吞雞蛋對比實驗。
(采用圖3~5系列實驗進(jìn)行鋪墊,并輔以實時的紙片受力情況分析,通過層層深入的引導(dǎo),給學(xué)生的思維構(gòu)建階梯,讓學(xué)生逐漸清晰地體會到大氣對處于其中的物體會產(chǎn)生壓強(qiáng)。再通過圖5~8實驗的組合,讓學(xué)生認(rèn)識到大氣會向各個方向?qū)μ幱谄渲械奈矬w產(chǎn)生力的作用,完善知識結(jié)構(gòu),實現(xiàn)思維的進(jìn)階發(fā)展)
教師引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么紙杯內(nèi)未裝水時紙會掉下,裝水后紙就不會掉下?為什么瓶內(nèi)空氣受熱后再冷卻雞蛋就掉入其中?
(師生共同分析實驗原理,提煉實驗中隱藏的科學(xué)方法,為下一活動的順利開展在思維上做好點撥,為更高水平的學(xué)習(xí)鋪好階梯)
進(jìn)階水平2:設(shè)計實驗證明大氣壓的存在,應(yīng)用大氣壓知識解釋現(xiàn)象。
材料:針筒、吸盤、礦泉水瓶、吸管、紙杯(內(nèi)有礦泉水)、熱水等。
學(xué)生利用以上材料,通過小組合作,設(shè)計證明大氣壓強(qiáng)存在的實驗。
(利用生活用品進(jìn)行實驗,消除科學(xué)的神秘感,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,鞏固“大氣壓存在”的概念)
趣味活動:教師組織兩個學(xué)生比賽用吸管吸相同體積的飲料,看誰吸得快(大個子學(xué)生用的吸管被剪了一個小孔)。
活動結(jié)果:大個子學(xué)生輸給小個子學(xué)生后,發(fā)現(xiàn)吸管上有小孔,認(rèn)為比賽作弊。
教師請大個子學(xué)生解釋為什么吸管上有小孔就是作弊。
(由進(jìn)階水平1的觀察、分析、獲取概念,到進(jìn)階水平2的設(shè)計并完成實驗驗證、解釋實驗現(xiàn)象,實現(xiàn)能應(yīng)用大氣壓知識對相關(guān)事物做出科學(xué)性的解釋,實現(xiàn)在能力水平方面的提升,在科學(xué)方法上的進(jìn)一步滲透)
進(jìn)階水平3:設(shè)計定量實驗,測量大氣壓強(qiáng)。
在完成馬德堡半球?qū)嶒灥慕虒W(xué)之后,教師問:大氣壓很大,究竟有多大?如果給你一個量程足夠大的測力計,你能否在現(xiàn)有材料(進(jìn)階水平2中所使用的材料)的基礎(chǔ)上,完成對大氣壓大小的粗略測量?(提示:根據(jù)固體壓強(qiáng)的計算公式p=F/S)
學(xué)生小組討論:畫出粗略測量大氣壓值的設(shè)計圖,并說明實驗的思路和計算方法。
匯報設(shè)計結(jié)果如圖9或圖10。
教師組織學(xué)生對設(shè)計結(jié)果在科學(xué)性和測量精確性方面進(jìn)行評價,介紹科學(xué)史上人們對大氣壓值測量的研究和1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值的大小。
(在進(jìn)階水平2的鋪墊下,通過小組合作模式設(shè)計定量實驗,提升到運(yùn)用文字、符號、模型、公式等解釋并概括探究過程和結(jié)果的進(jìn)階)
環(huán)節(jié)三:拓展延伸
教師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系液體壓強(qiáng)的影響因素,分析大氣壓值隨海拔高度的上升將會發(fā)生怎樣的變化?
布置課后探究任務(wù):利用生活中的常見材料設(shè)計實驗證明大氣壓隨高度的變化而變化。
四、教學(xué)啟示
(一) 學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于學(xué)生構(gòu)建概念體系
國外研究者認(rèn)為,以整合的概念體系為核心、圍繞少數(shù)概念進(jìn)行深入探究的進(jìn)階學(xué)習(xí),能夠有效改變其“廣而淺”的科學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,最終實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展[2]。本課例圍繞“壓強(qiáng)”這一核心概念,在“液體壓強(qiáng)”的基礎(chǔ)上,通過組織多個活動,在完成對“液體壓強(qiáng)”概念重現(xiàn)的同時,引領(lǐng)學(xué)生深入探究“大氣壓強(qiáng)”,使學(xué)生形成完整的、系統(tǒng)的“壓強(qiáng)”概念,改變了原有教材中因相關(guān)概念分布零散而導(dǎo)致的學(xué)生核心知識零碎和孤立的現(xiàn)象。
(二) 學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于學(xué)生發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)
科學(xué)教育應(yīng)該從學(xué)生感興趣并與他們生活相關(guān)的課題開始,逐步進(jìn)展到掌握大概念??茖W(xué)教育所有課程活動都應(yīng)該致力于深化學(xué)生對科學(xué)概念的理解,同時應(yīng)該考慮其他可能的目標(biāo)。例如,科學(xué)態(tài)度和能力的培養(yǎng)。本課例中,教師首先對該課的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行分“階”分析,學(xué)生活動的材料(如紙杯、針筒、吸盤掛鉤等)均來自于學(xué)生熟悉的生活用品,從學(xué)生熟悉的事物、已有的知識經(jīng)驗出發(fā),在完成對概念逐“階”建構(gòu)的同時,側(cè)重于對學(xué)生科學(xué)思維能力的逐漸提升。構(gòu)建學(xué)習(xí)進(jìn)階,能較好地呈現(xiàn)概念發(fā)展進(jìn)程,符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的連續(xù)一致發(fā)展。
篇6
【關(guān)鍵詞】大氣壓強(qiáng) 液體壓強(qiáng) 理論 新發(fā)現(xiàn)
當(dāng)今,人類的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個飛速發(fā)展的階段,但是人類也受到了種種諸如自然環(huán)境、當(dāng)前科學(xué)水平高低、人們的思想觀念等因素的限制,使得自然界中還存在很多沒有解開的秘密。液體壓強(qiáng)正是這樣的一種秘密,看似液體壓強(qiáng)是一個很簡單的問題,大多數(shù)人,甚至部分的物理學(xué)者都認(rèn)為已經(jīng)能夠完全弄明白液體壓強(qiáng)這一物理現(xiàn)象。但是在筆者通過對固體、氣體以及液體壓強(qiáng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析之后,我們不難發(fā)現(xiàn),目前人們所了解、所認(rèn)為、所發(fā)現(xiàn)的液體壓強(qiáng)理論出現(xiàn)了偏差。筆者在本文就試驗中提出來的新液體壓強(qiáng)的理論,提出了自己的一些看法。
一、大氣壓強(qiáng)的客觀存在
首先,我們需要對測定的方式進(jìn)行再一次的回顧,
(圖一)是為了測定大氣壓強(qiáng)的試驗(托里拆利實驗),在
大約有1米長,并且一端處于封閉狀態(tài)的玻璃管全部注滿水銀,然后再用手指把管口堵上,之后再將玻璃管倒立放入裝有水銀的盆中,放開堵住管口的手指,在重力作用下,水銀柱會逐漸地向下流動。
但是,當(dāng)水銀柱頂面降到一定高度,水銀柱就不會再降低,此時的水銀柱頂?shù)母叨炔畲蠹s在760mm,嘗試將管子傾斜,其水銀柱的高度差也不會出現(xiàn)改變。
管內(nèi)水銀柱不再出現(xiàn)下降則是大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的現(xiàn)象,而玻璃管內(nèi)的水銀柱頂面是處于真空狀態(tài),玻璃管外的水銀面的上方是大氣,由于大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力讓管內(nèi)凸出的水銀柱不再出現(xiàn)下降的趨勢。由于在液體當(dāng)中,同一高度各個點位的壓強(qiáng)都是相等,所以,玻璃管外水銀面的大氣壓強(qiáng)的大小就是這段凸出的水銀柱重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小。
按壓強(qiáng)的基本定義P= F來看,P指的是壓強(qiáng),F(xiàn)指的是受力面積,S指的是受到的壓力。
取水銀密度ρ為13600kg/m3 g為9.8N/kg,水銀柱高度h為0.76m。觀的存在,并且還是一個不小的值。
二、液體壓強(qiáng)的準(zhǔn)確測定
為了能夠?qū)⒁后w的壓強(qiáng)準(zhǔn)確地測定出來,需要設(shè)計出入圖二的液體壓強(qiáng)的測定方式來計算:
在圖二的試驗當(dāng)中,使用一支大約有1米+2米,并且一端處于封閉的J形玻璃管,首先將J形玻璃管放水平,然后向玻璃管之內(nèi)灌進(jìn)大約有2米的水銀柱,然后再將J形玻璃管扶正立起。當(dāng)J形玻璃管處于直立位置時,而管內(nèi)的水銀柱會受到重力,然后向下流動,當(dāng)管內(nèi)水銀柱的尾部頂面下降,在高度差大約在760mm的時候,水銀柱尾部頂面將不再下降。管內(nèi)水銀柱尾部上方處于真空狀態(tài),管口水銀柱頂面上方是與大氣直接相連的,這時的兩水銀柱頂面差則表示為大氣壓強(qiáng)。然后,我們再把這支裝有水銀的J 形玻璃管放入液體中,隨著J 形玻璃管在液體中的不斷的下降,兩水銀柱頂面的高度差也會隨著不斷下降而逐漸的增加;兩水銀柱頂面的高度差值,則是J形玻璃管水銀面與液體面接觸處的液體壓強(qiáng)大小。按照壓強(qiáng)基本定義P= SF ,P指的是的是壓強(qiáng),F(xiàn)指的是受力面積,S指的是受到的壓力。
取水銀密度ρ是13600kg/m3、g 為9.8N/kg,而大氣壓強(qiáng)P0=101292.8N/、水銀柱的實際高度h為(0.76+h) m,可得該處液體壓強(qiáng):
三、液體壓強(qiáng)的正確理論
從上面圖二的相關(guān)試驗可以得出:在大氣壓強(qiáng)作用之下的液體壓強(qiáng),不僅僅與自身重力有關(guān)系,還與液體的表面大氣壓強(qiáng)有一定聯(lián)系。
為了能夠?qū)⒃诖髿鈮簭?qiáng)作用下的的液體壓強(qiáng)準(zhǔn)確地計算出來,可以設(shè)想出圖三模型:
液體壓強(qiáng)P為:
S表示的是水平液面面積,h表示的是在液面某處與液體表面的高差,ρ表示的是液體的密度,F(xiàn)表示的是壓力,P表示的是壓強(qiáng),P0表示的是液體頂面的大氣壓強(qiáng)。
從以上的公式看來:大氣壓強(qiáng)作用之下的液體壓強(qiáng),是由液體自身受到的重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)再加上液體表面受到的大氣壓強(qiáng)的和。由于人類感覺上出現(xiàn)了錯誤,前人才建立出了了錯誤的液體壓強(qiáng)理論。通過以上的有關(guān)實驗,人們逐漸地揭示出了液體壓強(qiáng)的秘密:在大氣壓強(qiáng)作用下的液體壓強(qiáng),等于由液體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)、加上液體表面的大氣壓強(qiáng)之和。
根據(jù)上面液體壓強(qiáng)試驗確定的壓強(qiáng)理論,可以推廣到固體表面的壓強(qiáng)理論中:在大氣壓強(qiáng)作用下的固體表面壓強(qiáng),等于除大氣以外的其他外力產(chǎn)生的壓強(qiáng)、加上固體表面的大氣壓強(qiáng)之和。
總之,對于大氣壓強(qiáng)下的液體壓強(qiáng)理論,還需要廣大教師的繼續(xù)努力才能夠?qū)⑵溥M(jìn)一步的完善,在這里筆者只是提出了自身的一些淺薄意見,還望業(yè)界人士的借鑒。
參考文獻(xiàn):
篇7
一、壓強(qiáng)、固體的壓強(qiáng)
(一)壓力
1.垂直作用在物體表面上的力叫壓力.當(dāng)兩個物體相互接觸并且發(fā)生擠壓作用時就有壓力產(chǎn)生.
2.壓力的方向總是指向受力的物體并垂直于被壓物體表面.
3.壓力不是重力,它們是性質(zhì)不同的兩種力.
(1)壓力是由于相互接觸的兩個物體互相擠壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的;而重力是由于地面附近的物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的.
(2)壓力的方向可以向上,可以向下,也可以沿水平方向,即只要指向物體表面并垂直于物體表面即可;而重力的方向總是豎直向下.
(3)壓力可以由重力產(chǎn)生,也可以與重力無關(guān),當(dāng)物體放在水平面上且無其他外力作用時,壓力的大小在數(shù)值上等于物重.
(二)壓強(qiáng)
1.壓強(qiáng)的定義:物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng).壓強(qiáng)是用來比較壓力作用效果大小的物理量.“單位面積”應(yīng)理解為“單位受力面積”,是指施加壓力的物體與受壓力的物體互相接觸并擠壓的面積.
2.壓強(qiáng)的定義式p=F/S,適用于固體、液體和氣體.壓強(qiáng)的單位符號是Pa,1Pa=1N/m2.用該公式分析問題時切忌不能單純用數(shù)學(xué)觀點去分析得出壓強(qiáng)與壓力成正比,與受力面積成反比的錯誤結(jié)論,應(yīng)注意當(dāng)滿足壓力F不變這一條件時,壓強(qiáng)與受力面積成反比才成立.
3.增大和減小壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時,用增大(或減小)受力面積的方法來減小(或增大)壓強(qiáng);在受力面積一定時,用增大(或減小)壓力的方法來增大(或減小)壓強(qiáng).
二、液體的壓強(qiáng)
1.液體的壓強(qiáng)是由于液體受重力的作用且液體有流動性產(chǎn)生的.但液體壓強(qiáng)的大小與液體重力大小無關(guān),即一定重力大小的液體可以產(chǎn)生不同的壓力、壓強(qiáng).
2.液體對容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng),液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)都相等;不同液體的壓強(qiáng)還跟它的密度有關(guān).
三、氣體的壓強(qiáng)
(一)大氣壓
大氣對浸沒在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做大氣壓.馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣壓的存在,而且很大.
(二)大氣壓的測定及測定儀器
1.測定出大氣壓數(shù)值的實驗是托里拆利實驗.
2.常用水銀氣壓計、金屬盒氣壓計(無液氣壓計)測定大氣壓.
(三)大氣壓的單位
除了用國際單位制中壓強(qiáng)的單位帕斯卡來表示外,壓強(qiáng)單位還常用厘米汞柱、毫米汞柱和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓來表示.1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
=76cmHg=760mmHg=1.01×105Pa.
(四)大氣壓的變化及對沸點的影響
1.大氣壓隨高度的增加而減小,但減小是不均勻的.
2.大氣壓隨天氣而變化,一般說來晴天的大氣壓比陰天高,冬天的大氣壓比夏天高.
3.一切液體的沸點都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高.
(五)大氣壓的應(yīng)用
活塞式抽水機(jī)和離心式水泵都是利用大氣壓的作用來工作的.
(六)氣體壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系
在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體體積越小,壓強(qiáng)越大;體積越大,壓強(qiáng)越小.
四、流體的壓強(qiáng)和流速的關(guān)系
液體和氣體統(tǒng)稱為流體,流體的流速越大,壓強(qiáng)越小.
五、例題解析
例1已知木塊重力為G,所受作用力F,問在圖中支持面MN所受壓力各為多大?
解析在圖a中,MN所受的壓力Fa=G,b中MN所受的壓力Fb=F+G,c中MN所受的壓力Fc=F.
評注壓力和重力是兩種不同的力,壓力和重力在數(shù)值上不一定相等,在有些情況下壓力和重力相等(如圖a),有些情況下壓力大于重力(如圖b),有些情況一下壓力小于重力(如放在斜面上的物體對斜面的壓力),有些情況下甚至與重力毫無關(guān)系(如圖c).
例2把一 長10cm、寬10cm、厚 5cm的鐵塊,平放在 1m2的水平桌面上,求桌面受到的壓強(qiáng).如果把鐵塊沿著如圖所示的虛線縱向鋸掉一半(并取走),那么鐵塊對桌面的壓強(qiáng)和壓力有何變化?如果將鐵塊水平橫向截去一半(并取走),情況又如何?
解析鐵的密度ρ=7.8×103kg/m3.
所以鐵塊的質(zhì)量m=ρV=7.8×103kg/m3
×0.1m×0.1m×0.05m=3.9kg,
鐵塊對桌面的壓力F=G=mg=3.9kg
×9.8N/kg=38.22N,
壓強(qiáng)p=F/S=38.22N/(0.1m×0.1m) =3.822
×103Pa.
把鐵塊沿虛線縱向鋸掉一半,鐵塊的重力減少一半,對桌面的壓力也減小一半,鐵塊的體積減小一半,它與桌面的接觸面積也減小一半,根據(jù)公式p=F/S,其對桌面的壓強(qiáng)不變.
把鐵塊水平橫向截去一半,鐵塊的重力減小一半,對桌面的壓力也減小一半,但它與桌面的接觸面積未變,根據(jù)公式p=F/S,其對桌面的壓強(qiáng)亦減小一半.
例3向墻壁上按圖釘,已知圖釘帽的面積是1cm2,圖釘尖的面積是0.05mm2,手對圖釘帽的壓強(qiáng)是2×105Pa,求圖釘尖對墻壁的壓強(qiáng).
解析手對圖釘帽的壓力F帽=p帽?S帽=2
×105Pa×10-4m2=20N.
手對圖釘帽的壓力等于圖釘尖對墻壁的壓力,即 F尖=F帽=20N,
從而,圖釘尖對墻壁的壓強(qiáng)
p尖=F尖/S尖=20N/(0.05×10-6m2)=4×108Pa.
例4封凍的江河水面能夠承受的最大壓強(qiáng)是7×105Pa,一輛20t的坦克能夠在冰面上行駛嗎?(每條履帶跟地面的接觸面積是2m2)
解析坦克對冰面的壓力F=G=mg
=1.96×105N,
受力面積S=2m2×2=4m2,
對冰面的壓強(qiáng)p=■=■=4.9
×104Pa
例5如圖所示,甲、乙、丙三個完全相同的圓柱體豎放在水平地面上,若把乙、丙中的陰影部分切除后,試比較甲、乙、丙對水平地面的壓強(qiáng)大小.
解析圓柱體對地面的壓強(qiáng)p=■=■
=■=ρgh.
從上式可知截面積不變的柱體對水平支承面的壓強(qiáng)與柱體的體積粗細(xì)、柱重等無關(guān),只與柱體的高度、密度有關(guān).
甲、乙、丙是同種物質(zhì),密度相同,高度相同,由p=ρgh可知甲、乙對地面的壓強(qiáng)相等,丙中的柱體(部分)bcde產(chǎn)生的壓強(qiáng)與甲、乙相等,但acde部分產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于bcde部分產(chǎn)生的壓強(qiáng).由此可知p甲=p乙
例6如圖所示的容器內(nèi)裝有水,試比較A、B、C各點由液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)pA、pB、pC的大小.
解析由于液體的密度相同,本題關(guān)鍵是弄清A、B、C各點的深度.深度是指從自由液面到該處的豎直距離,從圖中可知
hA=15cm-5cm=10cm=0.1m,
hB=15cm=0.15cm,
hC=15cm-10cm=5cm=0.05m,
故pB>pA>pC.
例7如圖所示,平底茶壺的質(zhì)量是0.4kg,它的底面積是4×10-3m2,內(nèi)盛0.6kg的開水,水面高度在圖中已標(biāo)出,放置在面積為1m2的水平桌面中央.試求:(1)由于水的重力而使水對茶壺底部產(chǎn)生的壓力.(2)茶壺對桌面的壓強(qiáng).(g=10N/kg)
解析水對容器底部的壓強(qiáng)和壓力本質(zhì)是液體的壓強(qiáng)和壓力,應(yīng)該分別用公式p
=ρ液gh、F=pS,而茶壺對桌面的壓強(qiáng)和壓力本質(zhì)是固體的壓強(qiáng)和壓力,應(yīng)該分別用公式,p=F/S,F=G.
(1)p=ρ液gh=1000kg/m3×10N/kg×0.12m
=1.2×103Pa,
F=pS=1.2×103Pa×4×10-3m2=4.8N.
篇8
器材:長約1m一端開口的玻璃管,水銀槽,水銀,刻度尺
步驟:
(1)將開口向上的玻璃管內(nèi)裝滿水銀;
(2)用手指堵住管口,將其倒立在裝有適量水銀的水銀槽內(nèi);
(3)用刻度尺測量出管內(nèi)外水銀面的高度差H。
結(jié)果分析:由于玻璃管上方是真空,H高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)平衡。因此有:
P氣=P汞=ρ汞gH
2 “吸盤”測量法
器材:吸盤,玻璃板(或水平桌面),彈簧測力計,刻度尺,尼龍繩
步驟:(1)用刻度尺測出吸盤的直徑D;
(2)將吸盤按在光滑的水平桌面上,擠凈里面的空氣:
(3)用彈簧測力計測量剛把吸盤拉離玻璃時的大氣壓力F。
結(jié)果分析:
3 “注射器”測量法
器材:注射器,彈簧測力計,刻度尺,尼龍繩
步驟:(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;
(2)用繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平慢慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時,記下測力計的示數(shù)F;
(3)用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L,根據(jù)注射器的最大刻度V,計算得到活塞的橫截面積S。
結(jié)果分析:
上述三種實驗法的共同之處:都是間接測量法,都用到了等效替代和二力平衡的知識。法一中水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等,通過測水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)而測出大氣壓強(qiáng)。法二、法三中,要測大氣壓力,需要測出與其二力平衡的測力計的拉力。
不同之處:法一中水銀柱上方的真空是比較容易得到,由于p=ρgh,液體壓強(qiáng)與水銀柱的高度有關(guān),而水銀柱的高度與玻璃管的粗細(xì)、傾斜與否、上提、下壓等都無關(guān),因此測量結(jié)果較準(zhǔn)確。但是由于水銀有毒,若用水柱代替,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)P0=1.01×105Pa又相當(dāng)于水柱高:H水=10.3m,所以不宜在教室里演示給學(xué)生看,(測量水柱實驗可在教學(xué)樓一到四樓樓梯進(jìn)行,事先把水槽、水、橡皮水管設(shè)置好,米尺固定在樓梯上,由幾個學(xué)生操作:在水槽旁、拉水管、讀讀數(shù),進(jìn)行實驗。)托里拆利實驗對認(rèn)識大氣壓強(qiáng)的值很重要,是物理學(xué)史上的一個重要實驗,應(yīng)該讓學(xué)生知道??刹捎娩浵蟮姆椒ㄗ尨蠹铱纯串?dāng)年的實驗過程。
法二、法三中器材易得也能安全操作,但由于排凈空氣、剛拉離(“吸盤”測量法中)、剛滑動(“注射器”測量法)等操作要領(lǐng)很難把握,導(dǎo)致實驗誤差很大,所以適用于學(xué)生的粗略測量。
篇9
【關(guān)鍵詞】初中物理 問題 實驗 學(xué)生
新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生是教學(xué)的主體,倡導(dǎo)自主探究學(xué)習(xí)模式,但是一個新的困境隨之而來――“有限的課時與探究的需時之間的矛盾”,這個矛盾如何破解?其實在新課標(biāo)中就有答案,充分發(fā)揮好教師的主導(dǎo)性作用,而其中設(shè)置“問題”引領(lǐng)學(xué)生自主探究應(yīng)該是最有效的方式。
一、導(dǎo)入環(huán)節(jié):問題激活學(xué)生的思維
“好的開始等于成功了一半!”基于“問題”的初中物理課堂教學(xué)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)更應(yīng)注重問題的設(shè)計,好的設(shè)計如一塊投入平靜湖面的石頭,一石激起千層浪。
例如,筆者在和學(xué)生一起學(xué)習(xí)《大氣壓強(qiáng)》這節(jié)內(nèi)容時,從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā),設(shè)置問題,在復(fù)習(xí)提問中導(dǎo)入新課,幫助學(xué)生實現(xiàn)發(fā)展區(qū)的跨越。
問題1:液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因是什么?
生:液體受到重力的影響,因此產(chǎn)生壓強(qiáng);又因為液體具有流動性,因此液體對各個方向都存在壓強(qiáng)。
問題2:那么空氣是否也具有壓強(qiáng)呢?請比較一下空氣與液體是否具有相似的特征。
生:空氣也受到重力,也具有流動性,因此空氣也具有壓強(qiáng),而且也是對各個方向都存在壓強(qiáng)。
總結(jié)并完成導(dǎo)課:剛才你們從類比的角度,得出了一猜想:空氣也具有和液體相似的壓強(qiáng)。這也是本課的主要研究方向,一般我們把周圍的空氣環(huán)境,稱為“大氣層”,因此空氣如果有壓強(qiáng),就稱為大氣壓。事實是否如此呢?我們通過實驗來說明。
設(shè)計意圖:學(xué)生都不是空著腦袋來學(xué)習(xí)物理知識的,我們在導(dǎo)入環(huán)節(jié),進(jìn)行問題設(shè)置的時候,應(yīng)該注重問題設(shè)計的有效性,將問題設(shè)置在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),讓學(xué)生通過對問題的思考完成原有認(rèn)知的復(fù)認(rèn),激活學(xué)生的思維和探究的興趣,并以該問題為線索,為學(xué)生建立導(dǎo)向目標(biāo)。
二、探究環(huán)節(jié):問題領(lǐng)引學(xué)生實驗探究
與導(dǎo)入環(huán)節(jié)相比,自主探究環(huán)節(jié)是整個課堂的核心板塊,好的問題如“一葉扁舟”送給正出去知識海洋中的學(xué)生,舟輕不畏風(fēng),引領(lǐng)學(xué)生乘風(fēng)破浪,由表及里,認(rèn)識規(guī)律。
問題不僅僅是要將學(xué)生帶入物理課堂,在實驗探究的過程中,還應(yīng)該借助于實驗讓學(xué)生的觀察點凝聚,促進(jìn)學(xué)生思考和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。
例如,我們在演示“覆杯實驗”時,可以邊正確操作邊提問:
(1)在水杯上口放上一個硬紙板,將裝置倒置過來,發(fā)現(xiàn)紙片掉落;
(2)用清水注滿杯子,再用硬紙板封住杯口,提出問題1:倒置后,硬紙板會掉落嗎?學(xué)生眾說紛紜。
(3)將裝置倒置過來,硬紙板沒有下落。提出問題2:為什么硬紙板沒有下落,什么力托起了紙板以及整杯水呢?
而在學(xué)生思考和討論的整個過程,教師也應(yīng)該適時介入討論,啟發(fā)學(xué)生以更加科學(xué)的視角,審視問題。
追問1:前后兩次,硬紙板所處環(huán)境有什么不同呢?為什么前一次,紙板掉落;后一次卻沒有呢?
生:應(yīng)該是大氣壓強(qiáng)的作用,前一次硬紙板上下都是空氣,因此兩份壓強(qiáng)抵消;后一次上面是水,但是水的壓強(qiáng)較小,因此可以認(rèn)為是大氣壓強(qiáng)將其托起。本實驗證實了大氣壓強(qiáng)的存在。
總結(jié):僅僅只是一個實驗是無法說明問題的,請同學(xué)們研究自己身邊的物品,尋找一下大氣壓存在的證據(jù)。在教師啟發(fā)下,學(xué)生紛紛研究身邊的物品,有的拿出飲料瓶,研究起用吸管吸飲料的過程;有的則將目光放在桌側(cè)的橡膠吸盤掛鉤上,研究其固定的原理;有的則研究起鋼筆吸墨水的過程……
三、結(jié)課環(huán)節(jié):問題促進(jìn)學(xué)生反思與總結(jié)
每節(jié)課都有總結(jié)環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的“總結(jié)環(huán)節(jié)”通常是教師直接拋出,這樣的總結(jié)方式缺失了學(xué)生的參與,不利于成就動機(jī)的有效激發(fā),筆者認(rèn)為在規(guī)律總結(jié)環(huán)節(jié),也應(yīng)該引入“問題”,問題似劍,斬斷荊棘,斬獲真知灼見。
例如,《大氣壓強(qiáng)》這節(jié)課的節(jié)課,筆者為了幫助學(xué)生深化對大氣壓強(qiáng)的認(rèn)識,進(jìn)行了如下的問題設(shè)置。
情境1:演示實驗“自動上移的試管”,做法:(1)取一大一小兩個試管,一個試管的口徑略小于另一個試管;(2)將大試管注滿清水,然后將小試管投入其中,迅速將其倒置;(3)水不斷向下流出的同時,小試管不斷上升。
問題1:為什么小試管能上升呢?
生:大試管中的水逐漸流出,小試管上方的氣壓較小,幾乎為真空,則下方大氣壓產(chǎn)生的推力發(fā)生效果,大氣壓將小試管推上去了。
情境2:播放視頻“馬德堡半球?qū)嶒灐?,用模擬視頻重演十七世紀(jì)這一著名實驗,場面依然震撼,學(xué)生為此瞠目結(jié)舌。
問題2:你對該實驗有何感觸?
生:這一實驗形式上很壯觀,但是原理很簡單,它和吸盤掛鉤吸附在桌面的原理是一樣的。但是讓我們最有感觸的是,大氣壓強(qiáng)如此之大,得十幾匹馬才能拉動,不可思議。
總之,我們每節(jié)初中物理課,尤其是概念課,都應(yīng)該像本節(jié)課一樣每個環(huán)節(jié)都應(yīng)該注重“問題”的設(shè)計,借助于問題引導(dǎo)學(xué)生探究與思考,借助于問題滲透物理觀念,提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
篇10
一、單項選擇題(本大題共10小題,每小題3分,共30分。每小題給出的四個選項中,只有一個選項最符合題意)
1.如圖所示,水平傳送帶上的物體正在向右運(yùn)動,物體速度逐漸變大,分析物體受到的力有()
A.重力、傳送帶的支持力
B.重力、對傳送帶的壓力
C.重力、傳送帶的支持力、向右的摩擦力
D.重力、傳送帶的支持力、對傳送帶的壓力
2.(2015•福建泉州中考)下列設(shè)計目的是減小摩擦的是()
A.乒乓球拍上粘貼橡膠
B.礦泉水瓶蓋上刻有花紋
C.圓珠筆的筆尖裝有小滾珠
D.黑板擦使用粗糙纖維做擦面
3.(2015•四川德陽中考)勻速豎直上升的氣球下端用繩子拴著一個小石頭,當(dāng)繩子突然斷了以后,小石頭的運(yùn)動情況是(不計空氣阻力)()
A.將立即加速下降
B.減速上升一段距離后再加速下降
C.由于慣性,將繼續(xù)勻速上升
D.勻速上升一段距離后再加速下降
4.一杯水放在做直線運(yùn)動的列車內(nèi)的水平桌面上,如果水面情形如圖所示,則列車的運(yùn)動狀態(tài)可能是()
A.列車向左勻速運(yùn)動
B.列車向右勻速運(yùn)動
C.列車向左運(yùn)動時突然剎車
D.列車向右運(yùn)動時突然剎車
5.(2015•山東聊城中考)關(guān)于力學(xué)知識,下列說法中正確的是()
A.踢出去的足球,能繼續(xù)向前滾動,是由于足球受到慣性作用
B.用槳向后劃水,船就會向前運(yùn)動,利用了物體間力的作用是相互的
C.飛機(jī)前進(jìn)時,機(jī)翼上、下表面存在壓強(qiáng)差,因而有壓力差,從而產(chǎn)生升力,使飛機(jī)上升
D.如果要使一個物體持續(xù)運(yùn)動就必須對它施加力的作用
6.關(guān)于大氣壓,下列說法中正確的是()
A.大氣壓一定等于高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)
B.大氣由于重力作用只向下產(chǎn)生大氣壓強(qiáng)
C.高山上的氣壓比平地的氣壓要高
D.大氣壓越大,水的沸點越高
7.某同學(xué)站在磅秤上,下列哪一對力是平衡力()
A.人的重力與磅秤對人的支持力
B.人對磅秤的壓力與磅秤對人的支持力
C.磅秤對人的支持力與磅秤的重力
D.人的重力與人對磅秤的壓力
8.把一只生雞蛋握在手心使勁攥,雞蛋很難被攥破;而把雞蛋往碗邊輕輕一磕,雞蛋就碰裂了,這是因為雞蛋()
A.用手攥時受到的壓力小,在碗邊磕時受到的壓力大
B.用手攥時受到的壓力大,在碗邊磕時受到的壓力小
C.用手攥時受到的壓強(qiáng)大,在碗邊磕時受到的壓強(qiáng)小
D.用手攥時受到的壓強(qiáng)小,在碗邊磕時受到的壓強(qiáng)大
9.(2015•四川南充中考)如圖所示,甲乙兩支完全相同的試管內(nèi)裝有質(zhì)量相等的不同液體,甲試管豎直放置,乙試管傾斜放置,兩試管液面相平。設(shè)液體對試管底部的壓強(qiáng)為和,則下列判斷正確的是()
A.>B.
C.<D.無法確定
10.(2015•黑龍江綏化中考)2015年6月5日是第44個世界環(huán)境日,我國主題是“踐行綠色生活”。自行車是綠色出行的交通工具,其在結(jié)構(gòu)與使用上應(yīng)用了很多物理知識,下列說法正確的有()
A.輪胎刻有花紋是為了增大摩擦
B.座墊做得較寬是為了減小壓強(qiáng)
C.安裝滾動軸承是為了減小摩擦
D.用力捏閘是為了減小壓強(qiáng)
二、多項選擇題(本大題共3小題,每小題3分,共9分,每小題給出的四個選項中,均有多個選項符合題意,全部選對的得3分,選對但不全的得1分,不選或選錯的得0分)
11.如圖所示,一根羽毛放置在長木片上,并保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列對羽毛受到重力的分析中錯誤的是()
A.重力大小等于木片對它的支持力
B.重力方向是豎直向下的
C.重心位置在羽毛上的點
D.重心位置在羽毛上的點
12.(2015•海南中考)下列做法中,減小摩擦的是()
A.短跑運(yùn)動員穿上釘鞋B.自行車剎車時,用力握手閘
C.車輪胎上有凹凸不平的花紋D.行李箱底部安裝滾輪
13.(2015•天津紅橋區(qū)一模)很多動物為了適應(yīng)自身的生存的環(huán)境,進(jìn)化出了符合一定物理規(guī)律的身體部位,對此,從物理學(xué)的角度給出的解釋中正確的是()
A.駱駝的腳很大,可以減小壓力,從而使其在沙漠中行走自如
B.啄木鳥的喙很尖細(xì),可以增大壓強(qiáng),從而鑿開樹皮,捉到蟲子
C.壁虎的腳掌上有許多“吸盤”,從而利用大氣壓使其在天花板上也不會掉下來
D.深水里的海魚捕到岸上時會死掉,主要原因是水面上的壓強(qiáng)比深水處小得多
三、填空題(本大題共6小題,每小題4分,共24分)
14.如圖所示是同一木塊先后兩次在同一水平面上運(yùn)動時在相等時間內(nèi)連續(xù)拍攝的“頻閃”照片。第二次木塊從點運(yùn)動到點的距離是_______cm;由圖可知,兩次實驗中木塊的速度________,木塊所受拉力的大小_______(后兩空均選填“相等”或“不相等”)。
15.如圖所示運(yùn)動員騎車水平前進(jìn),當(dāng)運(yùn)動員停止蹬車后,還能繼續(xù)前行,是由于人和車具有_______,最終他們停下了是因為_________。
16.用細(xì)線拴一個重錘做重垂線,靜止時細(xì)線一定沿著___的方向,已知重錘的質(zhì)量為,則細(xì)線上的拉力為___N。
17.歷,的___實驗證明了大氣壓的存在;實驗首次測定了一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值為___厘米水銀柱高。一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持約___m的水柱,能支持約___m的酒精柱。()
18.(2015•青海中考)如圖,小華用不計重力的彈簧測力計拉著一物塊以2m/s的速度在水平地面上勻速前進(jìn),彈簧測力計的讀數(shù)為_______N,物塊受到的滑動摩擦力的大小為_____N;當(dāng)速度增加到4m/s時,物塊受到的滑動摩擦力的大小為________N。
19.小杰的質(zhì)量是,每只鞋底與地面的接觸面積為,當(dāng)他立正時,他對水平地面的壓力是___,壓強(qiáng)是___。
四、綜合題(本大題共6小題,共37分。解題中要求有必要的分析和說明,計算題還要有公式及數(shù)據(jù)代入過程,結(jié)果要有數(shù)值和單位)
20.(4分)(2015•四川德陽中考)如圖所示,處于靜止?fàn)顟B(tài),在拉力作用下向右加速運(yùn)動。請在圖中畫出物體所受的摩擦力和支持力的示意圖(力的作用點圖中已標(biāo)出)。
21.(4分)如圖所示是世界上的水利樞紐工程——三峽大壩。請用所學(xué)的物理知識解釋大壩做成上窄下寬形狀的主要原因是什么?
22.(7分)(2015•廣西玉林中考)為了探究“滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”,小明設(shè)計了如圖所示的實驗。
甲木板表面乙木板表面丙棉布表面丁木板表面
(1)實驗過程中,彈簧測力計______(選填“必須”或“不必”)沿水平方向拉著物塊做勻速直線運(yùn)動,此時,滑動摩擦力的大小______(選填“大于”“等于”或“小于”)彈簧測力計的示數(shù)。
(2)在四次實驗中,滑動摩擦力最小的是______(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比較甲、乙實驗,是為了研究滑動摩擦力大小與______有關(guān);比較乙、丙實驗,是為了研究滑動摩擦力大小與______有關(guān)。(以上兩空選填“壓力”或“接觸面粗糙程度”)
(4)比較甲、丁實驗,發(fā)現(xiàn)甲實驗彈簧測力計的示數(shù)大于丁實驗彈簧測力計的示數(shù),小明得出結(jié)論:滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)。你認(rèn)為他的結(jié)論是______(選填“正確”或“錯誤”)的。
(5)小明對實驗裝置進(jìn)行改動,如圖所示,重復(fù)實驗,發(fā)現(xiàn)效果更好。實驗中,小明______(選填“一定”或“不一定”)要勻速拉動長木板。
23.(8分)(2015•福建漳州中考)姍姍用礦泉水瓶做如下實驗:
(1)取一礦泉水瓶,用力捏,瓶子變癟,說明力可以改變物體的__________。
(2)將礦泉水瓶裝滿水,用硬紙片蓋住瓶口,按住紙片將瓶口朝下,移開手,瓶內(nèi)的水不會流出,證明了_________的存在。
(3)甲、乙兩個相同的礦泉水瓶裝有等量的水,甲瓶倒立放入冰箱,待水結(jié)冰后取出,如圖所示,讓甲、乙兩瓶在同一水平桌面上以相同的速度開始轉(zhuǎn)動,______瓶會先停下來,原因是___________________________________________________________。
24.(7分)(2015•蘭州中考)如圖甲所示,該實驗裝置的名稱是__________。使用前應(yīng)檢查裝置是否漏氣。當(dāng)用手指按壓(不論輕壓還是重壓)橡皮膜時,發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液面的高度幾乎不變,則說明裝置_____(選填“漏氣”或“不漏氣”)。圖乙和圖丙是將該裝置的探頭放入水中不同深度的情況,比較后得出的結(jié)論是:液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而________(選填“增大”“減小”或“不變”)。比較圖丙和圖丁,得出的結(jié)論是:液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與_____有關(guān)。
甲乙丙丁
25.(7分)(2015•江蘇揚(yáng)州中考)平底茶杯放在水平桌面上,茶杯重,茶杯的底面積是,茶杯內(nèi)裝有的水。(取10)求:
(1)茶杯內(nèi)水的質(zhì)量。
(2)茶杯對桌面的壓強(qiáng)。
參考答案
1.C解析:放在水平傳送帶上的物體受到豎直向下的重力和傳送帶豎直向上的支持力,這是一對平衡力,如果沒有其他力的作用,物體將做勻速直線運(yùn)動,但物體向右加速運(yùn)動,這說明物體還受到一個向右的水平力的作用;因為傳送帶向右加速運(yùn)動時,物體有相對傳送帶向左運(yùn)動的趨勢,摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反,所以受到的摩擦力方向向右,這就是使物體向右加速運(yùn)動的那個水平力。綜上所述,物體受到重力、傳送帶的支持力、向右的摩擦力三個力的作用,C選項正確。
2.C解析:圓珠筆的筆尖裝有小滾珠,寫字時小滾珠在紙面上滾動,這樣把滑動變?yōu)闈L動,可以減小摩擦,故C選項正確。其他三個選項中,都是增加了接觸面的粗糙程度,從而增大了摩擦。
3.B解析:小石頭原來的運(yùn)動狀態(tài)是向上運(yùn)動,由于慣性,繩子斷了之后它會繼續(xù)向上運(yùn)動,斷繩后小石頭只受到豎直向下的重力作用,所以速度減小為零時,小石頭上升到點,然后加速向下運(yùn)動,故B選項正確。
4.D解析:當(dāng)列車勻速行駛時,杯內(nèi)的水面應(yīng)該是水平的,所以A、B選項均錯誤;列車向左運(yùn)動時突然剎車,杯隨車停止運(yùn)動,但杯內(nèi)的水由于慣性會繼續(xù)向左運(yùn)動,杯內(nèi)水面應(yīng)該是左高右低,所以C選項錯誤;列車向右運(yùn)動時突然剎車,杯隨車停止運(yùn)動,但杯內(nèi)水由于慣性會繼續(xù)向右運(yùn)動,杯內(nèi)水面應(yīng)該是右高左低,所以D選項正確。
5.BC解析:踢出去的足球,能繼續(xù)向前滾動,是由于足球具有慣性,而不能說受到慣性作用,故A選項錯誤;用槳向后劃水,船就會向前運(yùn)動,動力來自水對船槳向前的作用力,正是利用物體間力的作用是相互的,故B選項正確;飛機(jī)機(jī)翼的形狀上面較凸,下面較平,所以機(jī)翼上方的空氣流速大于機(jī)翼下方的空氣流速,根據(jù)流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越小,會產(chǎn)生向上的壓力差,從而產(chǎn)生升力,使飛機(jī)上升,故C選項正確;根據(jù)牛頓第一定律,可知運(yùn)動物體在沒有受到力的作用時會保持勻速直線運(yùn)動,故D選項錯誤。
6.D解析:通常把等于高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,但是大氣壓不一定都等于高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),故A選項錯誤;空氣的流動性決定了大氣對浸在它里邊的物體所產(chǎn)生的壓強(qiáng)是向各個方向的,故B選項錯誤;大氣壓會隨高度的增加而減小,所以高山上的氣壓比平地上的氣壓要低,故C選項錯誤;液體的沸點受到大氣壓的影響,大氣壓越大,水的沸點越高,故D選項正確。
7.A解析:人的重力與磅秤對人的支持力,這兩個力大小都等于人的重力,方向相反,在同一條直線上,都作用在人上,滿足了二力平衡的四個條件,這兩個力是一對平衡力,故A選項正確。人對磅秤的壓力與磅秤對人的支持力,這兩個力不作用在同一物體上,所以不是平衡力,故B選項錯誤。磅秤對人的支持力與磅秤的重力不是作用在同一物體上,所以不是一對平衡力,故C選項錯誤。人的重力與人對磅秤的壓力,這兩個力方向相同,也不是作用在同一物體上,所以不是平衡力,故D選項錯誤。
8.D解析:雞蛋破裂的原因不是受到壓力的大小造成的,而是它受的壓強(qiáng)大小不同造成的,故A、B選項錯誤;雞蛋握在手心用勁攥,是整個手握雞蛋,使雞蛋的受力面積增大,所以雞蛋受到的壓強(qiáng)減小。把雞蛋往碗邊輕輕一磕,減小了雞蛋的受力面積,增大了雞蛋受到的壓強(qiáng),故C選項錯誤,D選項正確。
9.A解析:由題圖可知,<,而兩試管內(nèi)液體的質(zhì)量相等,所以由公式知
>,因為深度相同,根據(jù)公式可知,>,故應(yīng)選A。
10.ABC解析:輪胎刻有花紋使接觸面粗糙,可以增大摩擦,故A選項正確;座墊做得較寬,可以增大受力面積,從而減小壓強(qiáng),故B選項正確;安裝滾動軸承,可以變滑動為滾動,從而減小摩擦,故C選項正確;用力捏閘是為了增大壓力,從而增大壓強(qiáng),故D選項錯誤。
11.D解析:在長木片上的羽毛處于靜止?fàn)顟B(tài),所以羽毛受到的重力和支持力是一對平衡力,根據(jù)平衡力的特點可知,重力大小等于木片對它的支持力,重力與支持力作用在同一條直線上,重力的作用點是重心,故重心位置在羽毛上的點。重力的方向總是豎直向下的。D選項的分析是錯誤的。
12.D解析:短跑運(yùn)動員穿上釘鞋,車輪胎上有凹凸不平的花紋,都是增大了接觸面的粗糙程度,從而增大了摩擦,故A、C選項不符合題意;自行車剎車時,用力握手閘,增大了閘皮對車圈的壓力,從而增大了摩擦,故B選項不符合題意;行李箱底部安裝滾輪是變滑動為滾動,從而減小了摩擦,故D選項符合題意。
13.BCD解析:駱駝的腳很大,可以通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),但是不能減小壓力,A選項錯誤;啄木鳥的喙很尖細(xì),是通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),B選項正確;壁虎腳掌上的吸盤與天花板接觸,吸盤內(nèi)幾乎沒有空氣,在大氣壓的作用下,使其能穩(wěn)定在天花板上,C選項正確;液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,水面上的壓強(qiáng)比深水處小得多,所以深海里的魚,捕上岸時會死掉,D選項正確。
14.1.70不相等相等解析:第二次木塊從點運(yùn)動到點的距離,或;由速度公式知:相同時間內(nèi)第二次木塊通過的距離大些,則有,故兩次實驗中木塊的速度不相等;由于兩次木塊在相等時間內(nèi)各自通過的距離相等,說明木塊做的都是勻速直線運(yùn)動,所以受平衡力作用,即,而壓力大小和接觸面的粗糙程度沒有發(fā)生變化,即木塊所受摩擦力的大小不變,故兩次木塊所受拉力的大小相等。
15.慣性阻力(摩擦力)使他們的運(yùn)動速度減小為零[或阻力(摩擦力)減小了他們的運(yùn)動速度;或阻力(摩擦力)改變了他們的運(yùn)動狀態(tài)]
解析:運(yùn)動員騎車水平前進(jìn),當(dāng)運(yùn)動員停止蹬車后,由于人和車具有慣性,還能繼續(xù)前行,但由于受到阻力(摩擦力)的作用,改變了人和車的運(yùn)動狀態(tài),使其運(yùn)動速度逐漸減小直至為零,最終就會停下來。
16.豎直向下0.98解析:重垂線靜止時細(xì)線一定沿著豎直向下的方向;重錘的重力為。因為細(xì)線的拉力與重力是一對平衡力,所以細(xì)線的拉力為。
17.馬德堡半球761013解析:歷,有力地證明大氣壓存在的實驗是馬德堡半球?qū)嶒灒蛔钤鐪y出大氣壓值的科學(xué)家是托里拆利;測定了一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值為水銀柱高,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值是。
根據(jù)液體壓強(qiáng)的計算公式可知,
一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持水柱的高度:;
一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持酒精柱的高度:。
18.3.63.63.6解析:仔細(xì)觀察彈簧測力計,分度值是0.2N,所以此時彈簧測力計的示數(shù)是3.6N;因為用彈簧測力計拉動物塊在水平地面上勻速前進(jìn),所以物塊受到的拉力與滑動摩擦力是一對平衡力,即滑動摩擦力的大小等于拉力的大小為3.6N;當(dāng)速度增大到4m/s時,物塊對地面的壓力及接觸面的粗糙程度都不變,故摩擦力大小不變,還是3.6N。
19.解析:站立時的壓力:,
站立時與地面的接觸面積:,
站立時的壓強(qiáng):。
20.如圖所示
解析:物體相對于物體向左運(yùn)動,所以受到的摩擦力方向向右;支持力的方向與支持面相垂直。
21.根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式,液體的深度越深,壓強(qiáng)越大,大壩底部做得寬大結(jié)實才能抵抗強(qiáng)大的水壓。
22.(1)必須等于(2)丁(3)壓力接觸面粗糙程度(4)錯誤(5)不一定
解析:(1)在探究“滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實驗時,用彈簧測力計水平拉動物塊,使它沿長木板做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)二力平衡知識可知,此時彈簧測力計對物塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小才相等,這樣彈簧測力計的示數(shù)等于物塊與木板之間的滑動摩擦力。(2)滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),壓力越大,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大,比較四次實驗可知,物塊受到的摩擦力的大小由大到小依次是:丙、乙、甲、丁,即滑動摩擦力最小的是丁。(3)在甲、乙兩次實驗中,控制接觸面的粗糙程度相同,改變的是接觸面受到的壓力,所以是為了研究滑動摩擦力的大小與壓力之間的關(guān)系;在乙、丙兩次實驗中,控制壓力不變,改變了接觸面的粗糙程度,所以是研究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度之間的關(guān)系。(4)在甲、丁兩次實驗中,物塊對木板的壓力不同,接觸面積也不相同,沒有采取控制變量法,所以得出滑動摩擦力大小與接觸面積有關(guān)的結(jié)論是錯誤的。(5)物塊固定,拉動長木板時不一定要勻速,此時物塊總處于靜止?fàn)顟B(tài),受到的滑動摩擦力與拉力始終是平衡力,大小相等。
23.(1)形狀(2)大氣壓(3)乙乙瓶內(nèi)的水與瓶壁產(chǎn)生阻力阻礙了瓶子的轉(zhuǎn)動
解析:(1)用力捏,瓶子變癟,是礦泉水瓶的形狀發(fā)生了變化,說明力可以改變物體的形狀。
(2)瓶口朝下,瓶內(nèi)的水不會流出,硬紙片沒有掉下來,說明大氣對硬紙片有向上的壓力,證明了大氣壓的存在。
(3)未結(jié)冰的水和瓶子是兩部分,轉(zhuǎn)動時,瓶子受力開始轉(zhuǎn)動,水由于慣性要保持原來靜止的狀態(tài),從而給瓶子一個阻力,所以很快就停下來;結(jié)冰的水和瓶子是一個整體,轉(zhuǎn)動時,瓶子和冰都受力開始轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的時間較長。
24.壓強(qiáng)計漏氣增大液體的密度
解析:使用壓強(qiáng)計時,若壓強(qiáng)計不漏氣,則用手指按壓橡皮膜時,U形管兩邊液面會出現(xiàn)高度差,通過U形管兩邊液面的高度差來反映橡皮膜受到的壓強(qiáng)。若壓強(qiáng)計漏氣,則用手指按壓橡皮膜時,U形管兩邊液面的高度差幾乎不變。由圖乙和圖丙可知,探頭放入同種液體(水)的不同深度處,U形管兩邊液面的高度差不同,探頭在水中的深度越大,U形管兩邊液面的高度差就越大,說明液體的壓強(qiáng)越大,由此可得出的結(jié)論是:液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。比較圖丙和圖丁可知,探頭在液體中的深度相同,但液體的密度不同,U形管兩邊液面的高度差不同,說明液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)。
25.解:(1)茶杯內(nèi)水的質(zhì)量
(2)茶杯內(nèi)水受到的重力
茶杯對桌面的壓力