探究影响压力效果因素的装置

安徽省蒙城县第六中学    李松

一、制作背景

       现行的初中物理教材探究影响压力效果因素的实验大都采用压力压强小桌配合易形变的海绵或细沙演示，但它是以观察发生形变的凹面作为研究对象，做演示实验时，位于前排的少数同学可以观察到现象，位于后排的大多数同学观察不到现象，实验效果不佳。针对此现象，我进行了深入研究，构思出多种方案。起先的设计思路是将发生形变的凹面竖起来便于大多数学生观察，使用定滑轮改变施力方向，效果虽好但制作较难。经过反复思考，突发奇想，变观察发生形变的凹面为观察发生形变的凸面作为研究对象，大大提高了观察的效果。基于此思路，对方案再进行优化、简化等处理，最后形成一件既制作简易又美观实用的两种探究影响压力效果因素的实验装置。

二、适合教师演示实验装置的制作过程与使用方法

(一) 制作过程

1．找两个娃哈哈营养快线空瓶，用剪刀取瓶口约8厘米长；

2.买两个圆气球去嘴，留约7cm长，分别蒙在第一步制作的两个剪口上，作为受力发生凸起形变的橡胶膜盒，用来显示压力产生的效果；

3．将长约13cm 细线，两端均系在两个瓶嘴对称处，留挂重物给橡皮膜施力；

4．取长约36cm细木条做一宽约10cm、长约14cm的U型体，将一端打磨成面积较小的尖头，另一端粘一面积较大（略小于瓶口）的圆木片；

5．将U型体固定在铁架台上两端向上，套上橡胶膜盒，挂上钩码即可使用。

（二）使用方法

1．把固定U型体固定在铁架台上，让学生观察U型体两端，明确其一端面积大另一端面积小；

2．出示两橡胶膜盒，让学生观察橡皮膜不受压力时表面是平的（即不发生形变）；

3．将两橡胶膜盒分别套在U型体两端，分别在细线上挂一重力相同的钩码，让学生观察两橡皮膜凸起程度有何不同？思考为什么？

引导学生得出小结1：在压力大小相同时，受力面积大小不同压力产生的效果不同，受力面积越大压力产生的效果越小、受力面积大小是影响压力效果的因素。

4．将一侧的钩码去掉再挂到另一侧的钩码下，让学生观察同端的橡皮膜凸起程度跟上次有何不同？思考为什么？

引导学生得出小结2：在受力面积大小相同时，压力大小不同产生的效果不同，压力越大产生的效果越大、压力大小是影响压力效果的因素。

5．引导学生总结：影响压力效果的因素不仅有压力，还有受力面积，比较压力产生的效果时，不能单单根据压力大小来判断，还要同时考虑到受力面积的大小。

三、适合学生体验活动实验装置的制作过程与使用方法

（一）制作过程

1．找两个娃哈哈营养快线空瓶，用剪刀取瓶口约8厘米长；

2.买两个圆气球去嘴，留约7cm长，分别蒙在第一步制作的两个剪口上，作为受力发生凸起形变的橡胶膜盒，用来显示压力产生的效果；

3．取长约45cm、直径约1.5cm的电工塑料套管；

4．用两个塑料瓶盖加工成直径分别为1.5cm、2.8cm的圆盘，用胶水把两圆盘分别粘在塑料套管的两端，作为面积不同的施力端；

5．将两个橡胶膜盒与两端面积不同的塑料套管组合起来即可使用。

（二）使用方法

1．让学生观察橡皮膜不受压力时表面是平的（即不发生形变）；

2．让学生观察塑料套管两端，明确其一端面积大另一端面积小；

3．将两橡胶膜盒分别套在塑料套管两端；

4．让学生用双手分别握住橡胶膜盒的开口处相向施一较小的力，让学生观察两橡皮膜凸起程度有何不同？思考为什么？

得出小结1：在压力大小相同时，受力面积大小不同压力产生的效果不同，受力面积越大压力产生的效果越小、受力面积大小是影响压力效果的因素。

5．再让学生用双手分别握住橡胶膜盒的开口处相向施一较大的力，让学生观察同端的橡皮膜凸起程度跟上次有何不同？思考为什么？

得出小结2：在受力面积大小相同时，压力大小不同产生的效果不同，压力越大产生的效果越大、压力大小是影响压力效果的因素。

6．总结：影响压力效果的因素不仅有压力，还有受力面积，比较压力产生的效果时，不能单单根据压力大小来判断，还要同时考虑到受力面积的大小。