演示實驗裝置設計

A. 請你根據學過的知識設計1-2個探究液體壓強大小的演示實驗，說明步驟、現象、結論等。

一、液體壓強大小的演示實驗1：

【裝置說明】裝置如下圖1所示。將粗玻璃管一端封上橡皮膜，一端塞上帶玻璃支管的橡膠塞，中間用軟橡膠管相連接，最末端與普通玻璃漏斗相接。

【操作】

（1）向裝置內分次加水，不斷地排除氣泡；

（2）直到水到達漏斗的1/3處；

（3）用手握住玻璃漏斗下端，上、下移動，觀察橡皮膜的變化。

[注意]此實驗是保持裝置內水的總量（體積或質量）不變，增大（或減小）水面高度，觀察橡皮膜的變化情況的實驗。

【實驗現象】增大水面高度，橡皮膜更加向下凸起；減小水面高度，橡皮膜收縮。

【實驗結論】

在液體密度一定的情況下（或在液體種類確定的情況下，或利用同種液體），液體壓強的大小取決於液體的深度的大小，與液體質量（重力）、容器底面積、容器形狀等無關。

二、液體壓強大小的演示實驗2：（裝置如圖所示）

【實驗裝置】裝置如下圖2所示。

【實驗說明】瓶中水從小孔A、B、C處皆可流出，說明液體對容器側壁各處都有壓強，從C孔射出的水噴得最急，說明液體的壓強隨深度的增加而增大.

[說明]其它內容（略）。

希望幫助到你，若有疑問，可以追問~~~

祝你學習進步，更上一層樓！(*^__^*)

附圖如下：

B. 如何利用自製教具完善小學科學的教學

隨著科技的發展,教學設備的更新,實驗儀器也逐漸豐富和完善起來.這些一站式的實驗器材為我們農村小學科學教學提供了便利.可在專業實驗儀器的使用過程中,基於小學生安全意識薄弱、動手能力弱的特點,教學中存在著安全隱患.而自製實驗儀器則可以很好地補救這個缺陷.[關鍵 詞]：變廢為寶 突破教材中的重點和難點 提高教學質量
隨著科技的發展,教學設備的更新,實驗儀器也逐漸豐富和完善起來.在實際的教學過程之中,教師們會感嘆這些一站式的實驗器材給實驗教學提供便利,可在專業實驗儀器的使用過程中,基於小學生安全意識薄弱、動手能力弱的特點,教學中存在著安全隱患.而自製實驗儀器則可以很好地補救這個缺陷.在這種情況下我憑著對教育事業的滿腔熱情,為了使科學課教學走到科學的軌道上來,我探索出了一條用自製教具提高、創新科學教學的改革之路,取得了很好的效果.俗話說得好,耳聽十遍,不如手過一遍,在科學教學中我非常重視對學生研究科學的興趣和實際操作能力的培養.為了培養學生思維、想像、觀察和推理能力,增強學生利用自然現象來分析和解決實際問題的能力,激發他們學習科學課的興趣,就想方設法和動手製作了大量構思新穎、設計巧妙、簡便實用、有效的教具,讓學生通過親身體驗、動手操作、積極思考探索大自然的奧妙,用生活中的小常識去認識自然規律,去理解掌握科學知識.1、變廢為寶破損、丟失零部件以及老化的實驗儀器,他們總被遺棄在實驗儀器室櫃底或被廢品收購站接收.其實這些看似廢品的實驗儀器都可轉廢化為寶.如有裂痕的燒杯,雖不能裝水,但可盛裝儀器的固體零散部件；生銹的砝碼可作為不需要進行定量測量的工具使用,如在四年級下車《小車運動》一課中就可作為小車承載的重物.2、生活物品替代專業實驗儀器
以課本中《神奇的水》所設計的會托舉的水這個實驗為例說明.根據書本所提供的實驗設計,學生要使用到燒杯、砝碼等實驗儀器.在實際的操作過程中,學生發現燒杯、砝碼這樣的專用儀器並不是實驗儀器的最佳選擇,並在課後對我提出了自己的看法,如用廢棄的塑料瓶代替燒杯來裝水；用小石塊來取代砝碼,從而避免砝碼生銹的可能.在實際的教學中,這些看似普通的建議,不但保護了專業儀器,甚至還消除了實驗中的安全隱患.這樣的例子在實際的教學過程中不勝枚舉.3、師生動手自製教具有很強的參與性和實踐性,培養了學生克服困難,與科學探索精神.如：講固體熱脹冷縮實驗時,傳統的教具是銅球過圈,實驗中費時費力,為了改變這個實驗,研製了一件偏轉式指針實驗器,用一根火柴就完成了實驗.學生設計的實驗裝置有偏轉軸式,滾動式、電路組合式,還有用新材料啟輝器的元器件製作的.
只這一件教具就有十幾種做法,教具的研製過程培養了學生勇於探索的精神,並與教材和實驗教學內容緊密結合.4、自製教具有利於突破教材中的重點和難點.如：在講空氣占據空間一課時,空氣看不見摸不著很難講清,有的老師研製了即看的見又摸得著的實驗裝置.在傳統的實驗裝置上,又加了一個導管,插入燒杯的水中,當向漏斗注水時,水不入瓶.當打開插入燒杯中的導管開關時,同學們看到了水入瓶,空氣跑出.看不見的空氣,看得見了,說不清的道理講明了.5、自製教具活動使學生更加珍愛自己的作品,精心使用,養成了尊重自己和他人的勞動成果.有些學校雖已配備了足夠的儀器,但學生且不知珍惜,所以造成儀器耗損嚴重.通過開展自製教具活動,即培養學生愛護實驗器材的良好行為習慣,又為實驗教學貢獻了自己的力量.
6、自製教具在教學中的應用
（一）激趣新課的導入在教學中,愛因斯坦曾說過：我們的思想和發展在某中意義上常常來源於好奇心.小學生好奇心強,求知慾望濃,好學、好問、好動手是他們天生的心理品質,他們對周圍事物有強烈的敏感性和認識上的積極性,而這正是主動觀察事物、思索問題的內在動力,因此要依據這些特點,抓住時機,積極扶植,把他們引到愛科學,學科學,用科學的軌道上來.利用自製教具適時適度地進行演示,有意識的創設好奇情景,激發學生的求知慾,導入新課.比如我在教學《磁鐵的磁性》一課時,利用磁鐵的磁性為學生表演了一個小魔術用自製的教具神奇的釣鉤釣起一條條小魚,學生感到奇怪,注意力完全被吸引了.我接著釣起一個個紅的綠的辣椒、一顆顆晶瑩剔透的葡萄,孩子們新奇地看著這一切禁不住小聲贊嘆起來哇!太神了!真是不可思議!一下子就激發了學生強烈的好奇心,學習興趣來了.我相機提問：小小的鐵勾居然能釣起這些東西,你們知道是怎麼回事嗎?孩子們一個個興致勃勃,爭先恐後的舉手發言,氣氛十分活躍,有的說：釣竿上可能有吸鐵石.有的說：小魚上、葡萄辣椒上可能有吸鐵石.還有的說：也許是小魚等裡面藏有鐵,釣鉤上有吸鐵石,魚竿一動小魚就被吸上來了.有了猜測,當然要去弄個明白了,然後就是揭謎,自然而然地促使學生自主參與到下面的學習中去.（二）擴大視野變演示實驗、小實驗為探究活動培養學生良好的實驗習慣是培養學生科學素養的基礎.有資料顯示：有半數以上的學生樂於接受老師採用實驗的方法上課,並且也想做老師做的實驗,但沒有合適的器材,只好作罷.可見中學生具有好奇、好動的特點,這需要的是老師的指導和幫助.例如,我在液化演示實驗的改進教學課後,鼓勵學生課外收集材料,主動製作學具,共同探究液體的汽化以及氣體的液化等實驗,從而理解液化石油氣在生活中的應用.這樣,在教學中利用自製教具鼓勵學生模仿、創新製作學具,注重科學探究精神的培養,擴大了學生活動的視野.（三）突破教材中的重點和難點.如：在講空氣占據空間一課時,空氣看不見摸不著很難講清,有的老師研製了即看的見又摸得著的實驗裝置.在傳統的實驗裝置上,又加了一個導管,插入燒杯的水中,當向漏斗注水時,水不入瓶.當打開插入燒杯中的導管開關時,同學們看到了水入瓶,空氣跑出.看不見的空氣,看得見了,說不清的道理講明了.
總之,自製教具既經濟實用,又直觀形象,對師生素質的提高都有促進作用.有助於教師改進教學方法,提高教育教學的質量.學生既提高了動手、動腦的能力,也加深了對基礎知識的理解和運用.對教好學好科學有著重要的促進作用和極為顯著的效果.而自製教具往往不是一帆風順的,常常會遇到種種困難.因此,我們要有百折不撓的精神,反復仔細地實驗研究,把理論和實踐結合起來,用理論來指導實踐,用實踐來證明理論、鞏固理論.這樣,自製教具中所遇到的許多困難都會迎刃而解,教具才會越做越多,越做越精.自製教具時要相互學習,取長補短,對行之有效的優秀教具,只要對自己的教學有利,仿製照搬也無妨；自己有一些心得,有一些成就,也應把其公開出來,給大家模仿學習,使人家少走彎路.當然,在製作的過程中,要根據自己的實踐經驗,盡可能使教具具有自己的特色,甚至創新,做到務實爭先,使教具盡可能填補教學儀器配備上的空白.

C. 設計一個證明植物具有蒸騰作用的實驗裝置

根部連水密封，測水減少量，或者整個密封除了根放在外面，然後測密封箱內水蒸氣含量

D. 實驗在物理學中的地位以及如何自己動手自製實驗儀器

自製教具，是教師在實驗條件有限的情況下或者根據課本的相關實驗設計自製出的能用於教育教學的器件。他不僅能提高教師的業務水平，同時也能解決傳統教學當中沒有實驗器材時教師只是靠單純講解和學生想像實驗情景的情況，為學生創造了感性認識的條件基礎。物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，沒有物理實驗就沒有物理學，物理規律的發現和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎，並受到實驗的檢驗。傳統物理教學只注重傳播知識，卻沒有注重實驗對學生的能力、技能和思想的教育。而在西部少數民族地區，課本上要求的學生實驗絕大部分都是無法完成。因此，大部分學生雖然學習了物理知識，卻缺乏面對實際問題時怎樣解決問題的能力和技能。這樣，學生走出校門之後也只能是紙上談兵，毫無用武之地。演示實驗是利用課堂時間，以教師為主要操作者的表演示範實驗。把要研究的物理現象展示在學生的眼前，引導學生觀察思考，配合講授或穿插學生討論等方式使學生認識物理概念和規律，或者通過演示引導和示範作用，為學生獨立訓練創造條件。然而，教師個人自製的教具不可能滿足一個或幾個學生用一台教具來進行實驗探究。所以，自製教具在教學當中主要用於演示實驗，其地位和作用主要體現在以下幾個方面。1、自製教具能夠促進物理教師對專業知識的研究和教師根據教具的功能使用方法在課堂上設定出許多新穎的教學情景和教學環節。在進行演示實驗教學時能夠激發學生的求知慾望，很多情況下學生認為物理難學，主要原因之一是太抽象。而實驗具有真實、形象、生動的特點。如果教師能適當利用演示實驗中的情景引導學生從正確的方向去思考，就可以把一堆抽象的概念、規律變為生動有趣的內容，多數學生都會容易的弄明白。教師非常了解自己自製的教具的功能和使用方法，教師就可以根據學生的認識規律設定教學的先後情景。首先，增強學生的感性認識，讓學生注意觀察實驗現象。其次，在引導學生從實驗當中去思考問題認識問題總結出相關規律。最後，將規律放回到實驗當中來檢驗、應用。按照認識論的觀點，就是由感性認識到理性認識再回到實踐中檢驗、應用。演示實驗直觀具體、形象生動、新鮮刺激，其教學從感性到理性，從具體到抽象，從簡單到復雜，符合學生的認知規律，容易激發學生濃厚的興趣和強烈的求知慾望。2、自製教具就是在鍛煉教師的思維能力，並且在演示實驗教學中將思維能力很好的轉移給學生，讓學生思維能力得以發展。演示實驗是發展學生能力的重要途徑，由於演示實驗中教師的可以控制特點很突出。教師能夠有意識地選擇和設計實驗的內容和程序，得心應手地把需要觀察的現象展示出來。通過演示實驗，引導學生從觀察和測量的結果來認識物理現象和物理過程，找出物理現象的特徵以及產生這一物理現象的條件進行思考、總結。因此，教師在自製教具鍛煉自己思維的同時，也在設計了演示實驗中怎樣對學生進行思維上的培養。3、自製教具能提高教師的創新能力，同時教師在進行演示實驗時使用自製教具也能很好的培養學生的創造能力。自製教具是教師個人根據自己所設計的方案來設計的能夠很好完成實驗的器件，他帶有教師自身的思想和一定的目的。所以，在進行演示實驗時能很好的為學生進行示範和訓練學生的實驗技能。通過演示實驗使學生對對物理現象、物理過程進行認真的觀察，並在此基礎上再進行分析、概括等思維活動，得出結論或驗證規律，這不僅可以使學生更好的獲取知識、訓練實驗技能。而且有利於學生學習和掌握物理學研究的基本方法，發展學生的創新能力。4、自製教具能培養教師個人嚴格的科學態度和良好的作風，同時也能給學生產生影響，起到很好的模範作用，在演示實驗時也能培養學生嚴格的科學態度和良好的作風。通過教師操作過程中實事求是的態度、嚴肅認真、一絲不苟的作風的影響，就能夠潛移默化地培養學生尊重事實、嚴謹認真、不怕困難、敢於創造的精神，培養學生愛護儀器、遵守紀律、團結友愛的良好作風、習慣。5、自製教具能培養教師勤儉節約的好習慣和陶冶個人情操，能從行為上影響學生和教育學生養成勤儉節約的好習慣。同時在演示實驗中又能滿足學生的視覺觀察，還能使實驗儀器的結構簡單、費用低。製作教具的材料一般是日常生活中常見或廢棄物品，利用這些身邊常見的材料製作教具，會使學生覺得物理無處不在，物理離自己更近了，容易激發學生熱愛物理、熱愛科學的情感。自製演示實驗裝置，不僅能夠充實教學儀器，而且能培養學生的自力更生精神和能力，是使學生養成勤儉節約的好習慣的重要途徑和手段。

E. 實驗七 多源匯地下水流動系統設計與演示

一、實驗儀器簡介

多級次地下水流動系統演示儀，包括槽體、降水裝置、排泄管、示蹤管及觀測裝置。槽體內部中空上端開口連有降水裝置，降水裝置包括降水管、進水管和排氣管，管的連接處均設置有閥門，槽體內部設有排泄管。槽體的側面布有示蹤孔和觀測孔，在觀測孔處設置所述觀測裝置，觀測裝置包括有觀測管和測壓板(圖Ⅰ7-1)。

圖Ⅰ7-1 多級次地下水流動系統演示儀

儀器的主要功能: ①使用 3 個降水裝置並用閥門調節降水量，形象地再現地下水3 個不同級次流動系統以及流動系統規模和數量的變化; ②可以設置不同的條件觀察和認識地下水流動系統的特點，理解地下水流動系統的物理機理; ③再現托特關於二維均質各向同性小型潛水盆地地下水流動系統中會出現的局部、中間、區域 3 種不同級次的流動系統。

二、實驗用品與儀器部件說明

1. 多級次地下水流動系統儀。

砂槽主體是 1 個 100 cm × 50 cm × 10 cm 的槽體，頂板留空，內置模擬砂粒介質(必要時可分別模擬滲透性不同的地層) 。

降水系統為 3 個獨立的降水裝置，且在其進水口處安裝轉置流量計用來調節和測量降水量，並設有降水裝置排氣口。上游源、中游源和下游源降水裝置獨立控制補給強度。

排泄系統為 3 個橫穿儀器槽體、周邊均勻布孔的有機玻璃管，為防止排泄管漏砂，管外包有紗網。3 個排泄點 Q1、Q2、Q3從上游到下游 (儀器從左至右) 依次降低。

示蹤系統為 29 個內部加了紗網外徑套有銅管組成的示蹤點，示蹤點外套有中空橡皮頭 (見圖Ⅰ7-1) ，以便刺入供給示蹤劑。注入示蹤劑 (本次實驗示蹤劑為紅墨水) ，可示蹤地下水流線。

觀測系統由砂槽正面 4 排 21 個測壓點、側面 8 個測壓點 (其結構與示蹤點相同)以及測壓板構成，測壓點按行排列編號。

2. 計量降水流量計或抽水蠕動泵。

3. 量筒與秒錶。

4. 各種砂樣。

5. 紅墨水示蹤劑。

三、參考實驗內容 (可自定內容)

本實驗流網繪制用圖如圖Ⅰ7-2 所示。

圖Ⅰ7-2 供選做實驗———流網繪制用圖

1. 兩級流動系統的模擬實驗與設計。

2. 三級流動系統的模擬與設計。

3. 開采條件下流動系統的變化實驗設計與演示。

4. 含透鏡體介質條件的流動系統模擬與演示。

四、實驗要求

1. 選擇一項實驗內容，進行實驗設計。

2. 觀察實驗結果，記錄實驗數據。

3. 分析思考實驗過程與結論，提交實驗報告。

F. 紅磷反應的注射器裝置

【分析】 實驗設計的原理：在密閉體系內燃燒足量紅磷，消耗 ，體系內壓強減少，如注射器內有水，水將被吸入廣口瓶中，吸入的水的體積即反應掉的 的體積，算出它占廣口瓶容積的百分數即可，因廣口瓶要加塞子，所以其中氣體體積要重新測量。 1、 在廣口瓶中加滿水，塞緊橡皮塞，然後把瓶中的水倒入量筒中， 從而測出塞緊橡皮塞後廣口瓶中空氣的體積；注射器中吸入足量的水，取足量紅磷放入燃燒匙，將紅磷點燃，迅速放入廣口瓶，塞緊橡皮塞；待反應停止並冷卻至室溫後，讀出注射器中水減少的體積(即廣口瓶中 的體積)，除以廣口瓶中空氣的體積，即求出空氣中 的體積分數 【點評】 這是一道實驗設計題，是課本重要演示實驗的變型，解題關鍵在於明白此實驗的設計原理：利用足量紅磷燃燒除去密閉體系內空氣中的 ，利用壓強變化測定空氣中 的體積分數。如何體現壓強變化有多種方式，比如液面上升、水倒吸、活塞移動等。

G. 請設計用70%乙醇重結晶萘的實驗裝置，並簡述實驗步驟

實驗裝置

實驗步驟
(1)稱取3g 萘,放在100ml 燒杯中,加入適量70%的乙醇,加熱至沸騰,直至萘溶解，

若不溶解，可適量添加少量熱的70%的乙醇.
（2）攪拌並熱至接近沸騰使萘溶解.
（3）稍冷後，加入適量（約0.5-1G）活性炭於溶液中，煮沸5-10分鍾，

趁熱用放有折疊式濾紙的熱水漏斗過濾，用一錐形瓶收集濾液。在過濾過程中，

熱水漏斗和溶液均用小火加熱保溫以免冷卻.
（4）濾液放置冷卻後，有萘結晶析出，抽氣過濾，抽干後，用玻璃釘壓緊晶體，繼續抽濾，盡量除去母液，然後進行晶體的洗滌工作.
（5）取出晶體，放在表面皿上晾乾，稱重.