连通器的原理_连通器原理公式

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连通器的原理

（一）教学目的

1．常识性了解连通器的原理。

2．知道连通器的应用，能举出日常生活中应用连通器的例子。

3．知道船闸是连通器的应用之一，知道船只通过船闸的简单过程。

（二）教具

演示用：连通器装置、用橡皮管连接的U形管、漏斗、茶壶、船闸的活动挂图。

（三）教学过程

一、旧课复习、引入新课

1．复习提问

（1）简述液体压强的规律。

（2）写出计算液体压强的公式。

（3）课堂练习：

题目：（课前写在小黑板上）如图1所示的容器，甲、乙两管横截面积相等，等于1厘米2，内装水，水面到容器底部的距离为20厘米，问：A、B两处受到的压强各是多大？

此题要求学生在下面做，另让两位同学在黑板上做，做后进行评讲。

2．引入新课：由以上计算讲述，容器甲、乙两部分底部连通，我们把上端开口，下部连通的容器叫做连通器，（板书课题：第四节连通器、船闸）由此引入新课。

二、进行新课

1．读图：读课本中图10—

19、图10—20和图10—21，观察它们的共同特点（下部都是连通的），像这三幅图，上都开口，下部连通的容器叫做连通器（教师板书）。

2．演示连通器如图2所示，在连通器内装入红水，平放在讲桌上，在水不流动时，几个容器中的水面有什么关系？（学生回答：几个容器中的水面相平）教师可用尺子平放在几个容器的水面处，启发学生回答出上面观察到的现象。

用黑板刷把连通器的底坐垫成斜的（即连通器斜放置在讲桌上），又观察几个容器中的水面是否相平（仍用尺子比一比），让学生回答，水面仍然相平。

把连通器平拿在手上，将出口最矮的容器口上端的橡皮帽取掉，又观察到什么现象？（水从该容器口喷出，喷的高度跟另外几个容器中的水面几乎相平，同时这些容器中的水面降低。）

3．小结实验结果：由以上实验可知：连通器里的水不流动时，各容器中的水面总保持相平（教师板书）。

4．演示课本中图10—22，将图中右面的玻璃管上提和下放，观察其现象跟上面得出的结论是否相同？验证上面所得结论，加深学生对连通器这一特点的认识。

5．讲述：由课本中图10—23所示，设液片AB的面积为S，左、右两管内水深分别为h左和h右，由于水不流动，即液片AB左、右两面所受二力平衡，这两个力同作用于液片AB上，则左、右两管中的水对液片AB的压强相等；因为两管中同是水（即液体密度相同），只有两管水深相等，压强才能相等。即h左=h右，所以左、右两管水面总保持相平。

有兴趣的同学，课后可应用公式p=ρhg，证明h左=h右。

6．列举例子，说明连通器在生活和生产中的应用。

我们知道了连通器的这一特点及其具有这一特点的道理后，了解一些它的应用是很有必要的。除了课本上图10—

19、图10—20和图10—21外，同学们还能举出一些例子吗？请同学们举手发言，列举出自己所见到的连通器的例子。然后请同学们课后多观察，了解一下你家中哪些地方、哪些部件上应用了连通器。

7．讲述船闸：

（1）首先讲述船闸就是一个巨大的连通器，根据连通器的特点，船只在修筑了大坝的江河中航行，必须修建船闸。

（2）然后介绍我国三峡工程中的葛州坝的二号船闸（参看彩图2，葛州坝二号船闸和它的人字闸门）。

（3）出示船闸活动挂图，讲述船闸的简单结构和船只从上游经船闸航行到下游的过程（讲述时，请同学看清“闸门”和“阀门”的位置和它们的开闭情况，明确船闸就是一个巨大的连通器）。

三、归纳本课内容和课堂练习：

1．归纳本课内容

讲述：本课要求同学们了解连通器（可复述一遍连通器的特点）。在日常生活中，连通器的应用比较广泛，请同学们课后多观察，进一步了解连通器的应用，船闸就是应用连通器道理，它是利用小道理解决大问题的一个好例子。

2．课堂练习：

如果船要从下游经过船闸到上游，请同学们说一说它的简单过程，着重讲明“闸门”、“阀门”开、闭顺序。

四、布置作业：

1．阅读课文，了解连通器的特点及其原理；看图10—24，说一说船只经过船闸的过程。

2．观察家中哪些用具利用了连通器，举出1～2个例子。

（四）说明

1．本课属液体压强的应用，要多举些例子进行说明，特别是日常生活中常见的，如洗衣机的排水管、卫生间的排污管等。在知识上不宜作过高要求，只要常识性了解就行了。

2．关于连通器的演示实验，对帮助学生理解知识，提高兴趣很有作用，特别是较矮的那个容箱，取下橡皮帽后向外喷水，很受学生喜欢，由此也可以简介喷泉、公园里的喷水装置、水塔和自来水管等简单问题，以拓宽学生的知识范围。

3．根据大纲要求制订出本课教学目的，因此不能要求过高。只能控制在一种液体不流动的条件下，而不能引入两种或两种以上的液体。对于为什么连通器内装入一种液体不流动时液面总保持相平的理论推导，只作一般讲解，不宜作为本课重点，利用p=ρhg这个公式证明只有h左=h右，即液面保持相平，只要求学有余力的学生课后去作，不能要求全体学生都去推导证明。

4．为了巩固本课所学知识，可布置学生课后说一说船从下游经船闸到上游的简要过程，只要说清楚“阀门”、“闸门”的开、闭顺序就可以了，不必要求用书面的形式写出来。

5．除了布置的作业以外，可让学生回家观察洗衣机的排水管口为什么比洗衣缸口低？卫生间的排污管为什么都做成U字形？这样作有什么好处？培养学生联系实际学习物理，又培养学生的观察能力，提高学生学习物理的兴趣。

注：教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册 大气压强教案示例之一

（一）教学目的1．认识大气压强的存在。

2．了解托里拆利实验的原理。

（二）教学重点 大气压强的确定。

（三）教学过程

一、引入

我们学习了压强。固体能产生压强，液体能产生压强，那么气体能不能产生压强呢？请大家看书第121页（两分钟）

1．实验。我们居住的地球周周被空气层包围，空气层的厚度有几千千米。包围地球的空气层叫大气层，我们生活在大气层的底层。我们通过实验来观察大气层里的空气所产生的压强。这是一个茶杯，装满水，杯子里还有空气吗？用一个硬纸片盖住杯口，轻轻的把茶杯倒过来，大家看，硬纸片为什么不落下去？（配合板图）小纸片一定受到了来自大气层中的空气对它的压强。

2．实验。这是一个中医针灸科用的小瓷罐。这是一个煮熟的去皮鸡蛋。把鸡蛋放在罐口，将将落不下去。现在把一块棉花用水粘在罐的内壁用火柴将棉花点燃后立即把鸡蛋放在罐口，注意观警有什么现象？（配合板图）鸡蛋进入罐内。鸡蛋一定受到很大的压强才被压进去。这个压强是大气中的空气的压强。

3．实验。一个大试管，管内装水。把这个小试管放在大试管的水中，小试管内没有水。用食指托住小试管，将大试管倒过来，注意观察小试管如何？小试管上升。（配合板图）。此实验说明大气层中存在着压强。

二、大气压强

以上的几个实验说明了大气层中存在着压强。再做一个著名的实验——马德堡半球的实验证明大气压强的存在。

1．马德堡半球实验。这是两个金属半球，合拢后很容易拉开。现在把阀门打开，把两半球内的空气抽出去一部分（抽气），再将阀门关闭，现在请两位大力士来拉拉看（学生操作）这个实验就是著名的马德堡半球实验，它有力地证明了大气对浸在它里面的物体有压强。在公元1654年的最初实验时，用十六匹马才把半球拉开。我们这个实验由于半球小，真空度不高，拉开它不必用十六匹马，但是已经足以证明了大气中存在着压强。

2．大气层对浸在它里面的物体的压强叫大气压强，简称大气压或气压。地球周周的万物无不在大气层之中，它们都受到大气压强。诸如马德堡半球拉不开，鸡蛋进入罐内，小试管的上升，小纸片的不落都是大气压强的作用。

三、大气压强的大小

1．实验。试管内装满水，用食指堵住开口，倒立在水银槽内（配合板图），水不流出。请大家考虑水为什么不流出？（提问，学生回答）水不流出是因为大气压强的缘故。但是试管内的水也产生压强，水不流出不仅是由于存在大气压强，而且大气压强大于管内水柱产生的压强。那么大气压强到底有多大？这个问题早在著名的马德堡半球实验之前就由伽利略的学生托里拆利解决了。

2．托里拆利实验。取一根大约一米长、一端封闭一端开口的玻璃管，灌满水银。（边讲边做）管内没有空气。用食指堵在开口，倒立在水银槽内，P130图11—5注意观察现象。我们先看到管内水银下降，继而又静止不动了（配合板图）请问，水银为什么下降？（学生回答）大气有压强，但是水银也有压强，水银的压强大于大气压强，所以下降。那么现在为什么静止而不再继续下降？（学生回答）大气压强等于水银柱的压强。所以欲知现在的大气压强，就需要计算这个水银柱产生的压强。根据上一章液体压强的计算方法，设水银柱下有一个水平的小平面，通过测量水银柱的高，计算水银柱的质量和重力，利用压强的公式

（操作）。（实际测量结果不一定是760毫米，但是仍可以认为水银柱的压强是105帕斯卡）。

可见，大气压强的值等于105帕斯卡，即等于×××毫米水银柱产生的压强。

这个实验就是托里拆利实验，它是用来测定大气压的值。

3．实验。现在将玻璃管稍稍上提，观察水银柱的高度，结果是不变的。现在将玻璃倾斜，注意，水银面上的真空体积如何变化？（学生回答）管内水银柱的长度如何变化？（学生回答）。当倾斜时，管内水银面上方的真空体积减小，水银柱变长，但是水银柱的高度如何？（测量，并在板图上画出）很显然，管内水银柱的高度不变。

4．提问，学生讨论。请大家讨论，如果由于天气的变化引起了大气压强的增大或减小，托里拆利实验的水银柱高度怎样变化？（学生讨论后回答）大气压强增大，管内水银柱的高度增大；大气压强减小，管内水银柱下降。所以这个实验中水银柱的高度随大气压而变，这就为我们测量大气压提供了方便。今后学习气压计就是这个道理。

四、总结

今天我们学习了两个内容。第一个是通过大量的实验，尤其是著名的马德堡半球的实验充分认识到大气压强的存在。第二个是解决了大气压强的测量。托里拆利实验说明，大气压强的值等于实验中管内水银柱产生的压强。

五、作业

课后请大家注意观察生活中哪些地方或设备是利用大气压强的原理，每人举三个例子。

P．1311、2、3。