小学生体验“物体压强”的“钉子”与液体的“压强”作用
就读初三的小钰记得，在小学四年级时，自己曾和同学利用暑假经常去市科技馆参观。在一个体验“物体压强”的展项前，小钰看到了两个特殊的座椅，一个座椅的椅面上是分布均匀且相对稀疏的球状凸起，另一个座椅的椅面上则布满了密密麻麻的“钉子”。当讲解员阿姨让小钰和同学坐上去体验这两把椅子那个更为舒适时，她们才发现，原以为有稀疏的球状凸起的椅子坐上会更舒适，而实际却是密密麻麻的“钉子”组成的椅面更为舒适，这是为什么呢？
讲解员阿姨告诉小钰和同学，当人坐在椅面上，会通过臀部给椅面以向下的压力，而椅面也会给人的臀部以向上的同样大小的反作用力。如果压力一定时，受力面积越大，则单位面积上所受压力就越小——即压强越小；反之受力面积越小，则单位面积上所受压力就越大——即压强越大。密密麻麻的“钉子”与稀疏的球状凸起相比，受力面积更大，因此单位面积上所受压力更小，也就是压强更小，所以人坐在上面就会感觉更舒适。讲解员阿姨的话让小钰和同学第一次对“压强”的概念有了初步认知。
后来进入五年级时，小钰在10月学校科技节放映的海洋科普影视片中，看到潜水运动员穿着坚固的潜水服——坚硬金属作为壳体的抗压潜水服才能潜入深水中，这是因为水的压强随着深度的增加而增大，不穿抗压潜水服会因单位面积上海水的压力过高而对人体造成伤害。由此小钰认识到不仅相互接触挤压的固态物体会产生压强，液体各个方向都有压强，且同种液体中深度越深，液体压强越大。
而到了六年级暑假小钰随父母去三亚旅游，当乘坐飞机起飞时，爸爸又以飞机的升力为例，向她普及了流体力学的伯努利原理——当飞机在跑道上滑行时，流过机翼上方的空气速率快压强小，流过机翼下方的空气速率慢压强大，机翼上下方所受的压力差形成向上的升力，推动飞机“钻入”蓝天。这让小钰对固体、液体和气体的“压强”不但有了全面的初步认知，还产生了运用压强相关知识去探究的兴趣。
通过科学课、物理课和课外社团等实践活动的学习与体验，中小学生一般对压力和压强等概念开始有了初步理解。就固体而言，大家知道垂直作用在物体表面上的力叫压力，而物体单位面积上受到的压力叫压强，所以压强是表示压力作用效果的物理量，它的大小与压力大小和受力面积有关，计算公式为P=F/S。就液体而言，其压强产生的原因是液体受重力作用且具有流动性，液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强，液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，计算公式为P=ρgh（实质是源自P=F/S的变形公式）。
就大气而言，其压强产生的原因是空气受重力作用且具有流动性，大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压。液体和气体又被称为流体，在气体和液体中，流速越大的位置压强越小，这就是伯努利原理。中小学生家长应引导孩子应用上述与压强相关的知识，尝试去实践去探究。
中小学生家长应向孩子传播的是，固体压强用公式可表示为P=F/S，即压强实质为压力与受力面积之比。换句话说，作为表示压力作用效果的物理量，压强与压力大小和受力面积有关。因此，人们在生产和生活中为增大压强，可以采用增大压力或减小受力面积的方法。反之，为减小压强，可以采用减小压力或增大受力面积的方法。如大型拖拉机和坦克安装由一块块钢板链接而成的履带，就是在压力一定时，通过增大受力面积而减小对地面的压强，以避免行驶中可能出现的凹陷。
中小学生家长亦应向孩子传播的是，液体的压强用公式可表示为P=ρgh，即液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关。依据法国数学家和物理学家帕斯卡所发现的“液体传递压强”的科学原理——帕斯卡定律，人们设计出用于生产和生活的各种类型的液压机。 如1962年我国自行设计制造的第一台万吨水压机——12000吨自由锻造水压机建成并正式投产，它标志着中国重型机器制造业上了一个新台阶。而水压机的工作原理就是基于帕斯卡定律——即小活塞加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体传递到大活塞上而工作的。
中小学生家长还应向孩子传播的是，大气压强是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，大气层越薄，大气压强越小。在海拔3000米以内大约每升高10米，大气压减小100帕。这里需要注意的是，与大气压强相比，密闭容器内的气体压强，主要由气体的密度和温度决定，与气体所受重力之关联可忽略不计，同时气体对各方向器壁的压强都是大小相等的。所以，家庭厨房用的高压锅加热时，锅外是大气压强，而锅内水沸腾时，水蒸气压强可达两个标准大气压于压强相关知识在生产和生活中的这些应用，此时通过限压阀将锅内气体放出，可保证高压锅维持在限定高压内安全使用。关于压强相关知识在生产和生活中的这些应用，你的孩子了解吗？
（禾青、欣欣、立原，20230430，反馈邮箱：zhliyuan@263.net）