① 怎样证明水有表面张力试验教学设计
液体表面张力系数的测定
液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数.测量液体的表面张力系数有多种方法,拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一.该方法的特点是,用秤量仪器直接测量液体的表面张力,测量方法直观,概念清楚.用拉脱法测量液体表面张力,对测量力的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3~1×10-2 N之间,因此需要有一种量程范围较小,灵敏度高,且稳定性好的测量力的仪器.近年来,新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要,它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高,稳定性好,且可数字信号显示,利于计算机实时测量,为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解,在对水进行测量以后,再对不同浓度的酒精溶液进行测量,这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象,从而对这个概念加深理解。
[实验目的]
1.用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数
2.学习力敏传感器的定标方法
[实验原理]
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法.若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即
F=α·π(D1十D2 ) (1)
式中,F为脱离力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,α为液体的表面张力系数.
硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥,当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正此,即
△U=KF (2)
式中,F为外力的大小,K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,△U为传感器输出电压的大小。
[实验装置]
图14-1为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表.其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。
图14-1 液体表面张力测定装置
[实验内容]
一、必做部分
1、 力敏传感器的定标
每个力敏传感器的灵敏度都有所不同,在实验前,应先将其定标,步骤如下:打开仪器的电源开关,将仪器预热。(2)在传感器梁端头小钩中,挂上砝码盘,调节电子组合仪上的补偿电压旋钮,使数字电压表显示为零。(3)在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码,记录相应这些砝码力F作用下,数字电压表的读数值U.(4)用最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度K.
2、 环的测量与清洁
(1)用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2 (关于游标卡尺的使用方法请阅实验1)
(2)环的表面状况与测量结果有很大的关系,实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20-30秒,然后用净水洗净。
3、液体的表面张力系数
(1)将金属环状吊片挂在传感器的小钩上,调节升降台,将液体升至靠近环片的下沿,观察环状吊片下沿与待测液面是否平行,如果不平行,将金属环状片取下后,调节吊片上的细丝,使吊片与待测液面平行。
(2)调节容器下的升降台,使其渐渐上升,将环片的下沿部分全部浸没于待测液体,然后反向调节升降台,使液面逐渐下降,这时,金属环片和液面间形成一环形液膜,继续下降液面,测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。
△U=U1-U2
(3)将实验数据代人公式(2)和(1),求出液体的表面张力系数,并与标准值进行比较。
二、选做部分
测出其他待测液体,如酒精、乙醚、丙酮等在不同浓泄劲时的表面张力系数
三、实验数据和记录
1、传感器灵敏度的测量
表14-1
砝码/g
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
电压/mV
经最小二乘法拟合得K=_______mV/N,拟合的线性相关系数r=__________
2、水的表面张力系数的测量
金属环外径D1=_________cm,内径D2=_______ cm, 水的温度:θ=________τ.
表14-2
编号
U1/mV
U2/mV
△U/mV
F/N
A/N.m-1
1
2
3
4
5
平均值: =_______N/m
附:水的表面张力系数的标准值:
A/N.m--1
0.074 22
0.073 22
0.072 75
0.071 97
0.071 18
水的温度t/C
10
15
20
25
30
② 教科版三年上册科学《谁流得更快一些》教学设计
教科版小学科学三年级上册《谁流得更快一些》教学设计
教学目标:
1、科学概念:液体都会流动,流动的快慢受到液体黏度的影响。
2、过程与方法:进行预测并用对比实验进行验证;理解公平实验,为保证公平,需要保持除变量之外的其他条件相同。
3、情感、态度、价值观:认识到公开的、民主的讨论有助于辨识实验的准确性;小组内分工合作对开展实验是十分重要的。
教学重点:
简单设计对比实验,描述并简单解释液体流动的快慢受到黏度影响。
教学难点:
设计对比实验,理解公平实验对实验结果的影响。
教学准备:
1、教师演示材料:水、油、洗洁精 课件
2、四人小组材料:1小杯水、1小杯油、1小杯洗洁精、1块玻璃、3根滴管、一张实验记录表、若干面巾纸 ,一张固体与液体的维恩图
教学过程:
一、游戏导入,激发兴趣
1、 谈话:在上一节课里,同学们认识哪两种液体?(板书:水、食用油)今天老师带来另外一种液体——洗洁精(板书:洗洁精)。
2、贴标签比赛:用肉眼辨别水、食用油、洗洁精。
3、请学生汇报自己是怎么分辨水跟洗洁精的?
4、贴错的同学可以再次粘贴标签。
5、问题:水、食用油、洗洁精有什么共同点吗?
6、师:那他们流动的速度是否一样快呢?谁会流得更快一些?这节课我们就来研究谁会流得更快一些。(板书课题)
二、观察实验,探究新知
(一)初步猜测,制定方案
1、猜测水、食用油、洗洁精流动的快慢情况是怎样的?谁流动的最快,谁流动的较快,谁流动的最慢?并说说自己的猜测理由。
2、请学生当裁判,为水、食用油、洗洁精设想一种比赛方法。
3、小组交流方法并汇报。
4、请学生在这么多方法中选择一种公平可行的比赛方案。
①学生小组讨论。
②学生再次汇报比赛方案,比赛规则。
③教师根据学生回答并引用生活实例概括出本次比赛的规则要点。
(二)实验探究,汇报交流
1、教师出示温馨提示。
2、组长领取材料,学生动手做实验,并做好实验记录。
3、汇报交流实验结果。
4、谈话:在实验中通过观察,你有什么发现?
5、得出结论 :液体流动的快慢与它们的黏度有关。
6、师:对水你又有什么新的认识?
7、了解水在生活中的一些应用。
(三)比较固体与液体的区别。
①师:木板也要来参加比赛,你们认为他可以参加到水、食用油、洗洁精的流动比赛吗?为什么?
②液体有哪些特点,固体有哪些特点,而液体跟固体的共同特点又是什么呢?
③指名回答并完成表格。
三、课堂总结
说说这节课你学到了什么?
附:板书设计
谁流得更快一些
同材料
同一起点
比赛:公平可行 同样多
同时流动
③ 圆柱的体积教学设计 比较圆柱大小,探究圆柱体积与哪些因素有关
(1)探究浮力与物体浸入液体内的深度关系,应控制液体的密度和排开液体的体积不专变,小红小组在探究属浮力大小与物体浸入液体内深度关系时,没有控制物体排开液体体积不变,故其得出的结论也是错误的;可以将物体完全浸没后,再改变物体在液体中的深度,这样很好地控制了液体的密度和排开液体的体积;(2)由表格中数据知,当h=0时,G=F=8N;第6次实验时,F=5.5N,所以F浮=G-F=8N-5.5N=2.5N;此时深度h=10cm,物体恰好完全浸没,所以V=V排=F浮ρ水g=2.5N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.5×10-4m3;物体的质量:m=Gg=8N10N/kg=0.8kgρ=mV=0.8kg2.5×10?4m3=3.2×103kg/m3.故答案为:(1)小红小组在探究浮力大小与物体浸入液体内深度关系时,没有控制物体排开液体体积不变,故其得出的结论也是错误的;修正意见:将物体完全浸没液体中后,再改变深度,记录测力计示数变化;(2)8;2.5;3.2×103.
④ 人教版小学科学三年级上谁和实验的比较教学设计
谁流得更快一些
一、教材分析
《谁流得更快一些》是教科版三年级上册第回四单元《水和答空气》中的第三课,学生通过前两课的观察,已经认识到液体是会流动的.本课中学生通过对水、洗洁精、油三种液体的流动速度进行比较,加深“液体能流动”这个基本属性的认识的同时,意识到液体流动的快慢受到液体黏度的影响.另外,学生在经历了第三单元一系列的对比实验之后,对对比实验有了初步感知.本课是学生上科学课以来第一次尝试自己进行较为简单的实验的方案设计.在设计实验时,不需要学生写出完整的方案,只要让他们对如何做实验、保证实验公平交流他们的看法,进行初步的实验设计.
二、教学设计
教学目标:
1、科学概念:液体都会流动,流动的快慢受到液体黏度的影响.
2、过程与方法:进行预测并设计对比实验进行验证;理解公平实验,为保证公平,需要保持除变量之外的其他条件相同.
3、情感、态度、价值观:认识到公开的、民主的讨论有助于辨识实验的准确性;小组内分工合作对开展实验是十分重要的.
教学重难点:
重点:设计简单对比实验,描述并简单解释液体流动的快慢受到黏度影响.
难点:设计对比实验,理解公平实验对实验结果的影响.