物理学具有漫长的发展历史,从前上课引入物理学史的故事是为了调节课堂气氛,激发同学们的兴趣,但是,我在上“液体压强的计算”时,引入“帕斯卡的裂桶实验”都帮助我突破了教学上的一个难点。
液体的压强在力学中有着十分重要的地位,且与前面的知识联系十分紧密,特别是应用,更是尤为重要了!我在上“液体压强的计算”这一节课时,拿了一个装有半瓶水的矿泉水瓶子,将其放在水平桌面上,问:“瓶子对桌面有压力吗?”,同学们答“有”,我又问:“水装在瓶中,水对瓶底有压力吗?”同学们答“有”,接着我就让同学们“区分”容器对桌面的压力F;水对容器的压力F与重力之间有何关系。
假设若已知水和瓶共重10N,则其对水平桌面的压力为多大?
同学们答“10N”
若将瓶子倒过来,则其对桌面的压力为多大?
同学们答“10N”
于是得出第一个结论“容器对桌面的压力F=G;
紧接着,我又说:“若此刻假设瓶中的水重为G=10N,则其对容器底的压力为多大?”,同学们异口同声答“10N”,我笑了笑没有回答,让同学们讨论,过了四、五分钟,我问大家讨论的结果如何,同学们轻轻地,满脸疑惑地说:“老师,就是10N吧。”于是,我抓住同学们的好奇心,说了句让同学们很吃惊的话:“这10N水对瓶底的压力有可能为10N,1N,甚至1万N。”同学们不明白了,此刻我便讲起著名的“帕斯卡裂桶实验”。
1648年,法国数学家、物理学家帕斯卡,用一个密封的木酒桶,顶端开了一个小口,小口接一根长铁管,接口密封。实验时酒桶先装满水,之后再慢慢地往水管里倒几杯水,当罐子里的水面升高到一定程度后,水桶竟被压裂了,桶里的水从裂缝中流了出来。我问同学们:“满满一桶水都没把木桶压破,为什么几杯水加上去就产生了如此巨大的压力,说明了液体对容器的压力与重力有关吗?”
同学们说:“没有”。那么刚才老师所提的问题“10N的水可能对容器所产生的压力为1万N”,同学们信吗?此刻,同学们都笑了,就在这时,班上对物理最感兴趣的陈浩站起来说:“老师,我知道是什么原因了,若用力捏矿泉水瓶的中间,水面就会升高,水对容器底压强就会增大,由F=P·S,则其对容器底的压力就会大于重力10N。”
由此,得出结论“F≠G对于液体对容器底的压力”。
紧接着在这个基础上,总结出如下重要的结论:
“口大、底小的容器”F<G;
“口小,底大的容器”F>G;
“容器壁竖直的柱形容器”F=G;
通过这一节课使我意识到丰富的物理学史的知识,是多么重要,既激发了学生的兴趣,又解决了疑难问题,今后,在教学的过程中,也要在这方面继续努力,以求不断进步。