用实验推导液体压强公式的教改尝试
湖北省郧西县城北中学/阮长旺
物理新课程标准理念之一是：从生活走向物理，从物理走向社会。

同时要求：初中物理教学要以观察实验为基础。

本人在教学人教版九年级物理《液体的压强》时，根据物理新课标的要求，在推导液体压强公式的教学方法上进行了改革，取得了较好的效果。

下面简单介绍我的做法。

一、上课前的准备：
1、这部分内容的教学要在实验室里进行，把全班学生按成绩搭配分成若干小组（成绩优异者担任组长），每组配备的实验器材有：水槽一个、圆柱（方）形玻璃容器一个、刻度尺一把、三角板一副、方便袋一个、乳胶管（约1.5m）一根、玻璃管（内径为0.5cm）一根、漏斗一个、水、细线等。

2、知识预习：
⑴通过上节的实验，你知道液体的压强有何特点？
⑵在公式P=F/S中，各字母的含义和单位分别是什么？
⑶怎样测圆柱体的直径？怎样计算圆柱体的体积或长方体的体积？
⑷在柱形容器中，液体对容器底的压力与液体的重力之间是什么关系？
二、教学过程：
以下各步由学生自己动手做，老师检查指导。

可先把各个步骤板书在小黑板上或印成实验报告形式，让学生通过实验来填写。

（一）推导液体压强公式：
1、用刻度尺和三角板测出圆柱形容器的内径D和高h，则它的横截面积S= ，容积V= 。

（若容器为长方体，则V=abh ，a、b、h分别为长方体的长、宽、高）
2、在容器中装满水，则水的体积V水=V
3、容器中水的质量m=ρV ，水的重力G水= mg
4、水对容器底的压力F=G水=mg
5、容器底受到的水的压强为P=F/S=G/S
6、由于液体内部同一深度，液体向各个方向的压强相等，因此水在容器底向各个方向产生的压强均为P=ρgh 。

7、在水中任意深度h'处，用同样的方法推得各个方向的压强P'=ρg h' 。

8、换用其它密度为ρ的液体做实验，同样可推算在任意深度h处的压强：P=ρgh 。

所以，液体压强的计算公式为：P=ρgh。

（二）验证液体压强公式
根据以上推导出计算液体压强公式，想一想，液体的压强跟哪些因素有关？是什么关系？与所取的面积、液体的总重和体积有关吗？通过以下实验可验证这个公式的正确性，回答这些问题。

1、在方便袋中灌满水，抓住袋口能把水提起来，方便袋不破裂，水也不会喷出。

（问学生：这是为什么？）
2、把袋中水倒出一半到空水槽中，再把袋口紧密地扎在玻璃管上，并将袋内空气排出。

3、把乳胶管的一端与玻璃管接通，另一端与漏斗相连。

再用烧杯把水槽中的水通过漏斗灌入乳胶管，至乳胶管中灌满水时，水槽还剩有一些水。

4、将乳胶管连同漏斗的位置升高，可看到方便袋破裂，有水柱喷出。

这个实验生动地说明了液体的压强与液体的深度和密度有关，而与液体的总重和体积无关，与所取的面积无关，从而证明了液体压强公式的正确性。

（三）液体压强公式的应用
1、计算液体内部的压强：
将书中例题提前板书在小黑板上，按实验小组，要求1-4组的同学按例题中的要求去做，5-8组只把煤油柱改成水银柱做，9-12组把煤油的深度h=20cm改成h=50cm做。

各组完成任务后再与其他组比较结果，说明了什么？最后每组推举一人把结果写在黑板上，看哪个组做得又快又好。

2、解释有关的现象：
⑴潜水艇的潜水深度为何有一定的限制？
⑵为什么潜水员潜水深度不同，所需装备也不同？
⑶栏河坝为什么要修成下宽上窄的形状？
最后要求学生写一份实验报告。

我认为，通过这样的尝试，有利于培养学生的观察实验能力、自主探究能力和提高学生动手、动脑能力，有利于培养学生从直观到抽象的思维分析能力和推理能力，有利于落实物理新课标的要求和对学生全面实施素质教育。