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流体压强与流速关系教学的改进

范文

刘道阔

摘要：气体和液体都可以流动，统称为流体.实验证明，流体压强大小和流体的流速有直接关系，那么实验能否成功的演示、全面的证明结论、直观的展现给学生，对于教学效果有着极大的影响.而当前初中物理教材中流体压强与流速关系的实验设计存在不足，本文针对流体压强与流速关系的实验改进提出建议.

关键词：流体压强;流速;实验改进

理解流体压强与流速的关系，并会用其解释生活中的相关现象，形成正确的物理观念和物理思维.学生经历知识发现的过程，降低学生学习难度，学会观察简单的物理现象，分析归纳物理规律，掌握一定的科学探究方法.在初中物理的教育教学中，引入探究性学习对于学生的学习积极性的调动和教学效果有着十分显著的作用.对于物理学中一些定理的引入和讲解，一般可以通过演示实验来进行论证，这样获得的教学效果好，能够帮助学生深入理解物理规律.所以演示实验的重要性不言而喻，演示实验能否全面的反映物理规律、能否准确的把物理规律所呈现出的现象直观的展示出来就显得尤为重要.初中流体压强与流速实验这一节，需要通过演示实验来帮助学生理解它们的关系，因此实验的有效演示和设计具有一定的研究价值.

1 流体压强与流速关系实验的教材分析

1.1 教材的地位

本节课选自人教版初中物理八年级下册第九章第四节，站在整本教材的高度上，第九章压强以液体压强和大气压强为基础，环环相扣、层层递进，而且下一章浮力的学习思路又与本节相似，因此，这节课对后面浮力的学习有着较强的铺垫作用.同时本章内容与生产生活联系密切，通过学习学生能够运用所学知识解释生活中的相关现象，流体压强和流速关系是本节课的重难点，本节的教学过程主要以实验为主，通过实验现象来引出流体压强与流速关系的规律，所以实验设计关乎到本节课的成功与否.

根据以上教材分析，笔者确定的教学重点是：理解流体压强与流速的关系，并能运用其解释生活中的相关现象.对于八年级的学生而言，学好学透本节课并不容易，通过之前的学习，学生头脑中已经具备一定的知识基础，这为本节课的学习提供了很大程度上的帮助;但是由于初中生的思维处于由形象思维向抽象思维转化的过渡期，缺乏对问题的深入思考，因此本节课通过学生观看演示实验，从现象人手，逐步实现理论和实践的相互转化.

1.2 不足之处

在教材的设计方面，新教材中对于流体压强的实验设计只演示了气体压强和流速关系的实验，缺少对液体压强与流速关系的实验设计，对于后面浮力学习的铺垫作用不强.另外，既然流体包括液体和气体，教材中缺少了液体压强与流速的研究，很显然影响学生对流体压强与流速关系形成完整的认知，不免有学生会发出质疑，影响学生的知识体系建立.

在实验实施方面，学生对于直观认识的实验了解相对较少，而且通过现有的教学研究显示：目前对于流体压强与流速关系的实验设计方面，学校中一般难以展开，一些有条件的学校比较倾向于利用多媒体进行教学，多媒体虽然能够直观再现实验现象，但是它的能见度和趣味性较低，学生缺乏直观体验，所以导致教学效果不佳，对学生的思维冲击力不强.

2 实验改进的设计

通过教材分析，不难看出教材设计和实验设计方面所存在的缺陷，实验改进方向为设计有液体压强与流速关系的实验证明，同时要保证实验的可操作性和直观性，能够帮助学生体验.从教材上看，在提供的两张纸中间吹气，观察两张纸的运动方向，实验操作简单而且成功率高，可以让全班同学动手操作.但在硬币上面吹气使硬币跳过木块的实验操作难度较大、成功率低，如图1所示.具体的改进措施如下：

2.1 改进吹硬币实验

教材上的嘴吹硬币实验操作简单便捷，但是成功率不高.由于硬币的质量相对较大，向上的升力很难将硬币抬起来，而且如果吹气力度较大，很容易误让学生认为是因为吹气的推力，使硬币跳过了前面的木块.具体改进如下：

（1）实验器材：一张A4纸片、打气筒

（2）实验设计

如图2所示，将一张A4纸对折，呈塔形放置在桌面上，折叠后的白纸片两部分之间的夹角在60度左右，教师提问：若向前吹白纸片，白纸片会有什么样的现象？一部分同学可能会说白纸片会被吹走，有部分的同学认为白纸片被吹倒.让学生动手操作，发现用嘴吹向白紙片下面的空间，白纸片没有被吹翻并且放置的更加牢固.实验说明：当用嘴吹出气流通过白纸片下面的空隙时，空隙部分的流速要远远大于白纸片上面的气体流速，所以白纸片下方的气压远小于白纸片上方的气压，白纸片不但不会翻转或者被吹倒，同时还会更加牢固的放置在桌面上.

（3）实验总结

该实验操作简单并且成本较低，学生可在课堂上予以论证，有助于学生直观了解气体压强与流速之间的关系.但是当学生吹A4纸的时候如果没有直接吹下方的空隙部分，而是对下面整体吹气，可能会因为气体的推动而整体向前运动，这时老师可以用打气筒来进行控制变量，保证气体是从下方的空隙部分流过，从而A4纸就会牢固的置于桌面上，有效的证明了气体压强与流速的关系.

2.2 引入液体压强与流速关系实验

对于液体压强与流速关系的实验引入，笔者设计以下两个实验进行论证.

实验一

（1）实验器材：漏斗、足量的水、乒乓球

（2）实验设计

如图3所示，取一个漏斗，保证其开口大的一端能够融入乒乓球，将漏斗小口的一端对准水龙头，打开阀门并在漏斗开口大的一端放入乒乓球，可以发现在水龙头没有打开的时候，乒乓球并不会吸入漏斗;但是将水龙头打开以后，乒乓球会主动吸入开口大的一端，并且能够持续5秒以上，在具体操作过程中，教师可以借助教室内的饮水机或是准备足量的水，保证水持续的流入.

（3）实验总结

此实验是对教材上利用漏斗吹乒乓球实验的改进.通过尝试，虽然最后乒乓球因重力和水流的冲击掉下来，但是可以保证乒乓球被吸住5秒以上，现象足够直观并且易操作.液体流速大、压强小，导致了乒乓球上端所受到的压强变小，而被吸入了漏斗内.

实验二

（1）实验器材：两张A4纸片、塑料杆、水槽、注射器

（2）实验设计

已有实验设计是将纸船放在水面上，通过改变水流的流速来观察两船只距离变化的情况，如图4所示.然而纸船由于其重力较小，不稳定，而且受到了教室场地的影响，平面上的距离变化并不能让全体学生观察清楚.

如图5所示，实验改为采用两个塑料杆吊起A4纸片，架在水槽上方，让A4纸浸入水中并保持一定距离，在两张纸片中间注射水流，通过改变水流流速来观察两张纸片的距离变化情况.可以发现，当有水流注入时，两张纸片会向内靠拢，而且也可以通过改变注射水流的流速大小，来观察两张纸片距离大小的变化情况.不难发现，当注射的水流流速越大时，两张纸片的距离越近，靠近的程度越高.两张纸的距离靠近是因为受到的压力差变大，可知压强差变大，而纸面外侧的液体压强不变，两张纸中间部分由于注射水流使水流速度加快的原因而导致纸内侧的压强减小，而且发现水流流速越快，压强减小的越明显，即可以得到液体压强与流速间的关系.

（3）实验总结

该实验简单易行、现象明显，同时该实验与在两张纸中间吹气的验证气体压强与流速关系的实验相对应，现象亦类似l，只是控制了纸中间流过的是液体或是气体这一变量.实验类比能够有效的帮助学生进行类比记忆，更好的理解气体和液体都属于流体的概念.

3 总结

深刻理解流体压强与流速两者之间的关系，需要通过实验来进行直观全面的论证，教材中的引入实验应当予以改进，改为成功率较高的实验以增加说服力，并通过增加液体压强与流速关系的实验来全方位的证明结论，提高学生的动手能力和探索欲望.

参考文献：

[1]潘亞杰，万春露，董美文。面向“工程实践”的教学设计——以“流体压强与流速的关系”为例[J].湖南中学物理，2018 ，33 （08）：71 - 72 +17.

[2]卢星辰.优化物理实验教学培养学科核心素养——以“流体压强与流速的关系”为例[J].物理之友，2018，34（08）：36 -37 +40.

[3]邵邦武.演示流体压强与流速关系的实验装置[J].物理实验，2015，35（ 01）：18 - 20.

[4]陈耿炎，熊华.可控促探究可视助理解——探究流体压强与流速关系的实验改进与创新[J]，教育与装备研究，2017，33 （10）：58 - 60.

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