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流体压强与流速关系实验改进创新说明


流体压强与流速关系实验改 进创新说明

? 实验在教材中所处的地位与作用 流体压强与流速关系的教学内容安排在液体压强、大气压之后,浮力之 前,在单纯对压力、压强认识的基础上向压强差、合力的层面过渡,为后面 浮力的学习进行铺垫。 流体压强与流速关系是初中生学习的一个难点,在实验方面,便于学生 直观认识的实验较少,且用液体演示伯努利原理的实验在一般学校中难以开 展。 增加实验的能见度和趣味性, 我改进设计了流体压强与流速关系的实验, 力求让学生更直观地了解伯努利原理,同时争取带给学生更大的思维上的冲 击力。 ? 课本原型实验存在的不足之处 (1)硬币跳高实验: 此实验能见度一般,带有游戏味道,能引起学生兴 趣,但实验的成功率较低。 (2)吹纸实验:向两张纸中间吹气时 此实验能见度较高,成功率也高, 操作简单,但带给学生的直观认知少,思维跨度大。 (3)听话的乒乓球:此实验能见度高,带有游戏味道,能引起学生兴趣, 但实验的成功率较高,直观认知少,思维跨度大。 (4)伯努利实验: 一般学校条件不足,难以开展。

(5)喷枪实验:此实验能见度较高,能带给学生的较大的思维冲击力。 但本人做此实验时尽管也做了一些改进,教师演示的成功率较高,如果让学 生来体会些实验,则成功率迅速下降。 以上实验都存在一个最大的问题,就是都有实验现象的短暂性,学生观 察时间短,不能将现象持续的展现在学生面前。并且个别实验在操作时,学 生的观察点容易转移,不利于全体学生有效的发现总结规律。

? 实验创新与改进之处 引导学生善于从日常生活中的物品中寻找实验器材, 在理念上有一定程度 的创新,同时,实验所带来的感观冲击也能激发学生的思维的碰撞,更好地 培养学生的高级思维能力。 实验方案改进一 实验名称:模拟龙卷风 实验器材:洗衣机排水管一根,碎纸屑一包。

实验原理: 《伯努利原理》 操作方法:将纸屑放于一小纸盒中,置于桌面上;取一截洗衣机的排水管, 一端靠近纸屑,手拿排水管另一端,快速甩动 实验现象:纸屑自动从纸盒中上升,从排水管另一端飞出。
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现象解释:在液体流速大的地方压强小,而在流体流速小的地方压强大,当 甩动排水管时,由于排水管口处的流速大,使得压强变小,下方与周围大气 相连,压强几乎不变,使得纸屑在指向管口的方向的压强差的作用下沿管子 方向被推出来。 实验方案改进二 实验名称:流体压强与流速关系 实验器材:吹风机、U 型管、红墨水、小药瓶 2 个(大小不同) 、细玻璃管 2 段、烧杯、棒棒胶、可乐瓶、胶带

实验原理: 《伯努利原理》 器材组装及操作方法: 1.将矿泉水瓶口部分剪下,用胶带将矿泉水瓶口与吹风机组装在一起,如图 1。 2.用电吹风吹 U 型管的一个管口,观察两管中液面高度的变化,如图 2。

气 流 图1

图2

3.将两个矿泉水瓶,去底,用胶粘接在一起,用胶带加固,如图 3。在不同 内径的药瓶中部打两个小孔,将细玻璃管分别用胶固定在管侧壁,如图 4。
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4.将电吹风接于图 4 装置,如图 5

图3

图4

图5
4.将图 5 装置放于装有红墨水的烧杯中,打开电吹风,观察两玻璃管中液柱 高度变化,如图 6。 5.在图 6 实验的基础上,改变电吹风的档位,改变风速,对比步骤 4,可明 显得到流速越快,压强越小的规律,并且是分次出现的现象,并由此得到结 论、规律,这一点要比伯努得原型实验中,还要先要分析流速的变化,再去 产观察分析压强的变化,最后再去找结论,更加的直观,大大降低了学生的 思维跨度。

? 效果说明 1.模拟龙卷风实验,旨在激发学生学习兴趣与探究欲望。 2.用电吹风吹 U 型管实验,旨在让学生直观的认识到流速变化会引起 压强变化,并帮学生找出液体压强与流速之间的浅显规律。
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3.用电吹风做图 6 实验,旨在让学生直观的认识到流体流经管道时, 细管处流速快,压强小,粗管处流速慢,压强大。 4.由于利用了电吹风来做这一实验,从而将教师解放了出来,同时因 其可持续吹风,实验现象将会长时间持续呈现在学生面前,另外使学生的观 察点也能有效的发生转移,若直接做课本后习题中的模拟喷枪实验,大多数 学生会在第一时间将观察点移到人去吹横管, 而不去注意竖管中液面的变化。

5.器材的选择基本属于废物利用,且成功率接近 100%,在引导学生的 课外实验的选材上能起到积极的作用,在认识到“液体压强与流速的关系” 的同时,还能体味到物理实验的快乐,并有理由相信:我们的学生也能完成 很多出色的实验。

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