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《初中物理靜流體壓強(qiáng)宏觀解釋的思考》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、初中物理靜流體壓強(qiáng)宏觀解釋的思考（上）王紹符（河北大學(xué)附中071002）靜流體壓強(qiáng)的解釋在我國(guó)初中物理課程中長(zhǎng)期以來(lái)一直是一個(gè)未能妥善解決的問(wèn)題?高屮以及高屮以上學(xué)校的物理教師，沒(méi)冇這方而的親身實(shí)踐，往往體會(huì)不到這是個(gè)問(wèn)題。筆者從個(gè)人體會(huì)出發(fā)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了思考，參考了一些書(shū)，做了一些論證，對(duì)靜流體壓強(qiáng)的宏觀解釋梳理出了一些想法?在查閱資料吋筆者發(fā)現(xiàn)早在1657年玻意耳（RobertBoyle,1627?1691）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在稱Z為的玻意耳一馬略特定律時(shí)就曾對(duì)氣體壓強(qiáng)做過(guò)彈性解釋，但不知這一思想為什么一直沒(méi)冇引入初屮物理教材形成對(duì)靜流體壓強(qiáng)普遍的宏觀解
2、釋?現(xiàn)就筆者前前后后的一些想法整理成文供初中物理教師以及對(duì)初中物理教材、教法進(jìn)行研究的人士參考，并希望得到批評(píng)指正.一、傳統(tǒng)解釋引起的困惑初中物理教科書(shū)中對(duì)靜流休壓強(qiáng)的解釋歷來(lái)都簡(jiǎn)單地歸之于〃重力〃，現(xiàn)就我手頭的兩木書(shū)摘錄如下：1944年正中書(shū)局出版，常伯華著，初中物理教科書(shū)（這是筆者念初中時(shí)用的教科書(shū)）：〃堆書(shū)于桌上，則桌面所受壓力即等于書(shū)籍的重量（即現(xiàn)在所說(shuō)重力一筆者注，下同）……液體既有重量，故上層液體就能對(duì)下層夜體發(fā)生一種壓力?〃該書(shū)接著提岀，設(shè)想液休中一個(gè)液柱，然后說(shuō)：〃液柱的重量就是上層液體對(duì)下面液體的全壓力?〃并據(jù)此導(dǎo)出壓力強(qiáng)度（即壓強(qiáng)）的計(jì)算
3、公式.另一本更早的書(shū)，書(shū)名是IntroductiontoPhysicalScience作者Gage?書(shū)中談至lj大氣壓強(qiáng)時(shí)說(shuō)：''ScarcelysevcngcncrationshavePassedsincepeoplefullygraspedtheideathatWeliveandmoveatthebottomofanoceanofatmosphericairwhichformsitsoutermostlayerandextendsaboveourheadsmanymiles,theweightofwhichpressesuponusanduponallo
4、bjectswithinourreachwithaforceofaboutonetononeverysquarefootofsurface這段文字的大意是說(shuō)：就在剛剛過(guò)去的二百多年以前，人們普遍認(rèn)識(shí)到原來(lái)我們是生活在由大氣構(gòu)成的海洋底層.由我們的頭頂向上延伸數(shù)英里的大氣的重量壓在我們身上，以及我們周?chē)械奈矬w上，大約有每平方英尺-噸之重.上述文字如果是出現(xiàn)在科普讀物上，也許無(wú)可非議；作為教科書(shū)中對(duì)液體、氣體壓強(qiáng)的解釋，卻給老師和學(xué)生留卜?了〃液體和氣體壓強(qiáng)是由重力產(chǎn)生的〃這樣的誤解（這種說(shuō)法經(jīng)常出現(xiàn)在課堂教師的講解屮，也常出現(xiàn)在各類(lèi)考試的試題中）.我們不禁
5、要問(wèn)，如果沒(méi)有重力難道液體、氣體就沒(méi)有壓強(qiáng)了嗎？這種解釋也難于與早已成熟的微觀解釋相協(xié)調(diào).由此而產(chǎn)生了一些困惑.然而這種解釋在我國(guó)的初中物理教科書(shū)中卻一直延續(xù)到今天.困惑Z-：既然液體壓強(qiáng)是由液體重力產(chǎn)生的，為什么只與深度和密度有關(guān)系而與液體的多少無(wú)關(guān)呢？困惑之二：既然液休壓力是由重力產(chǎn)生的?為什么同樣多的水盛于形狀不同的容器屮對(duì)容器底的壓力大小不同呢？特別是為什么這個(gè)壓力還有的大于液體的重力呢？困惑之三：既然氣體和液體一樣其壓力（壓強(qiáng)）是由重力產(chǎn)生的，其金于就是其自身的重力?為什么從大氣中取出一杯空氣，加上蓋子，這杯中的空氣會(huì)與外界大氣有相同大小的壓強(qiáng)呢？
6、一杯空氣的重力怎么能與大氣的重力相比呢？筆者從1952年畢業(yè)走上教書(shū)的崗位以來(lái)一直受著這些問(wèn)題的困擾曾與同事進(jìn)行討論，也曾請(qǐng)教先輩（包括筆者的老師耿克仁先生、武永興先生、劉鴻藻先生）得到的結(jié)論是缺少恰當(dāng)?shù)暮暧^解釋?用微觀解釋可以解決問(wèn)題但不適合初中的現(xiàn)狀?也就是說(shuō)需要找到一種可以與微觀解釋相一致的宏觀說(shuō)法?后來(lái)終因日常工作的繁忙以及政治運(yùn)動(dòng)的不斷沖擊沒(méi)能安下心來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題.1985年物理通報(bào)雜志社組織初中物理教科書(shū)的編寫(xiě)研究，為筆者提供了一個(gè)機(jī)會(huì)?其間筆者曾多方面探討這一問(wèn)題?認(rèn)識(shí)到：第一，微觀解釋不適合冃而我國(guó)初屮的教學(xué)現(xiàn)狀，但這并不妨礙從研究微觀解釋入
7、手，找到一個(gè)從微觀和宏觀的橋梁?第二，必須與重力解釋相協(xié)調(diào)?因?yàn)榇_實(shí)存在著重力的作用。二、對(duì)氣體壓強(qiáng)宏觀解釋的思考?xì)怏w的微觀結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的，氣體壓強(qiáng)的微觀解釋也最完善，故先從氣體著手.氣體的分子結(jié)構(gòu)是完全無(wú)序的，分子Z間距離較遠(yuǎn)，分子Z間的作用力可以忽略不計(jì)，其壓強(qiáng)可以解釋為由大量分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞產(chǎn)生，由統(tǒng)計(jì)研究，可得氣體壓強(qiáng)(1)式（1）中P為氣體壓強(qiáng)，n為單位體積分子數(shù)，即分子數(shù)密度；/〃為分子量；護(hù)為分子運(yùn)動(dòng)的方均速率?參照式（1）,理想氣體方程（pV^—KE）可寫(xiě)成(2)p=nkT式（2）中斤為玻耳茲曼常數(shù)，斤=1.38X10^焦/開(kāi)，T為熱力學(xué)溫度
8、.由式（2）可知?dú)怏w壓強(qiáng)p在溫度T不變的條件下（下同
