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3. 船闸原理

液体压强与连通器 · 初二
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用连通器原理,通过改变闸室水位使船平稳通过水位落差的水利工程设施。

从哪来 基于1. 压强概念和1. 实验方法(控制变量法验证连通器特点),结合2. 压力概念理解水对船底的作用。

为什么 船闸的核心是“连通器”。当闸室与上游(或下游)阀门打开时,两者构成连通器。根据连通器原理,静止液体中同种液体液面相平。通过逐步调整闸室水位至与上游(或下游)齐平,消除水位差,船即可无阻力通过,避免了直接爬坡或下滑的危险。

生活类比法
将船闸比作“水上自动扶梯”或“台阶”。
适合:形象思维强、对抽象物理模型感到困难的学生。 操作:画一个阶梯状的水池,告诉学生船不能直接跳下台阶,必须让每一级台阶的水位先升上去,船开上去,再让下一级水位升上来,船再开上去。强调“水位跟着船走”,而不是“船跟着水位走”。
逻辑推演法
聚焦“连通器”判定条件。
适合:逻辑思维强、喜欢探究因果关系的理科型学生。 操作:列出连通器成立的三个条件:1.上端开口;2.底部连通;3.同种液体。让学生判断:当阀门打开时,闸室和上游是否满足这三个条件?满足后,液面会发生什么变化?直到何时停止变化?(液面相平时)。
动态过程分析法
分阶段拆解阀门开闭。
适合:空间想象力好、擅长分步解题的学生。 操作:将过程分为三步:1.船进闸室,关上游阀,开下游阀(若需下行);2.水流出,闸室水位下降至与下游齐平;3.开下游门,船出闸。重点分析每一步中,哪两个容器构成了连通器,水往哪里流。
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练一道
基础题
船从上游驶向下游,当船进入闸室并关闭上游闸门后,打开下游阀门。此时,闸室与下游构成了什么装置?水将向哪个方向流动?
变式
某船闸中,上游水位比下游高5米。船在闸室内,若同时打开上游和下游阀门,船能否安全通过?为什么?
试试手自己判
检测题
船从上游驶向下游,当船在闸室内,上游阀门关闭,下游阀门打开。此时,闸室中的水位正在下降。请问: 1. 此时构成连通器的是哪两个部分? 2. 当闸室水位下降到与下游水位相平时,水是否还会继续流动?为什么?
看答案和判分标准
答案:1. 闸室与下游。 2. 不会。因为此时两者液面相平,根据连通器原理,液体静止,压强平衡,无流动动力。
判对标准:
- 第1问答出“闸室与下游”得2分;
- 第2问答出“不会”得1分,答出“液面相平/压强平衡/连通器原理”得2分。
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