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大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)

前言:想要寫(xiě)出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)范文,相信會(huì)為您的寫(xiě)作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫(xiě)作思路和靈感。

大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)

大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)范文第1篇

1.1實(shí)驗(yàn)演示

首先將一枚硬幣放入一個(gè)平底盤(pán)中,再往盤(pán)中加入一定量的自來(lái)水,要求淹沒(méi)紐扣,然后再往盤(pán)中滴入紅墨水少許(為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,可以稍微多加一些),接下來(lái)用小刀截取一小段蠟燭,將其放入準(zhǔn)備好的玻璃杯中,并用蠟油固定在玻璃杯底,再點(diǎn)燃它。待蠟燭燃燒至杯壁稍微發(fā)燙時(shí)(位使實(shí)驗(yàn)效果明顯,可以稍微燙一點(diǎn)兒),迅速將其倒扣入盤(pán)中,要求玻璃杯口邊緣壓著紐扣。可以發(fā)現(xiàn),在倒扣入盤(pán)中的瞬間,蠟燭熄滅,慢慢地杯外盤(pán)中的液面下降,盤(pán)中的水越來(lái)越少,而玻璃杯中的液面卻慢慢地上升,最后會(huì)發(fā)現(xiàn)盤(pán)中的水幾乎全部被吸入到玻璃杯中。

1.2實(shí)驗(yàn)分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以了解到,當(dāng)蠟燭在玻璃杯中不斷燃燒時(shí),杯中空氣受熱膨脹,當(dāng)玻璃杯被倒扣入盤(pán)中后,空氣的缺少導(dǎo)致蠟燭熄滅,此時(shí)空氣溫度也會(huì)慢慢降低,在杯中空氣體積不變、重力加速度也不變的情況下,空氣密度降低,由初中物理計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式P=ρgv可知,杯內(nèi)大氣壓強(qiáng)會(huì)逐漸減小,由于大氣壓平衡,要維持杯內(nèi)杯外壓強(qiáng)相等,所以杯內(nèi)液面上升以達(dá)到杯內(nèi)空氣體積減小,空氣密度上升,增加杯內(nèi)壓強(qiáng)的目的,所以盤(pán)中水被吸收到玻璃杯中,會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象都是大氣壓強(qiáng)存在的表現(xiàn)。

2總結(jié)

物理實(shí)驗(yàn)既是一種教與學(xué)的方式,又是學(xué)生必須掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容和科學(xué)方法;物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生正確地理解物理概念、規(guī)律和方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的熱愛(ài)有著獨(dú)特的魅力和力量。通過(guò)大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),可以得出中學(xué)有些物理實(shí)驗(yàn)并不是都需要昂貴精密的設(shè)備和器材才能去完成,在我們身邊的一些廢棄回收物也可以組裝完成許多重要且有趣的物理實(shí)驗(yàn),這樣不僅將生活中的廢棄物變廢為寶,達(dá)到環(huán)保的目的,而且可以幫助學(xué)生理解知識(shí),更方便容易地接觸實(shí)驗(yàn),親手做實(shí)驗(yàn)。不再為昂貴的實(shí)驗(yàn)器材而擔(dān)憂(針對(duì)小型物理實(shí)驗(yàn))。

大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)范文第2篇

論文關(guān)鍵詞:托里拆利實(shí)驗(yàn),大氣壓強(qiáng),玻意耳定律,力學(xué)平衡原理

 

1、引言

一提起大氣壓強(qiáng),人們自然就會(huì)想到著名的托里拆利實(shí)驗(yàn)和馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。這二個(gè)實(shí)驗(yàn)傳遞給了我們這樣的信息:大氣壓強(qiáng)不僅存在而且相當(dāng)之大。筆者雖不敢否定這樣的結(jié)論,但總不能消除對(duì)大氣壓強(qiáng)問(wèn)題的疑慮。比如:當(dāng)一個(gè)人不小心將手指劃破,血自然會(huì)從人體上流出。我們知道人體的正常血壓一般在120mmHg左右,而外界大氣的壓強(qiáng)大約在760mmHg,血怎么會(huì)流出來(lái)呢?難道760mmHg不是大氣的壓強(qiáng)?帶著這樣的疑問(wèn),筆者首先想從理論上探個(gè)究竟,然后通過(guò)一百多次水下壓縮實(shí)驗(yàn)來(lái)加以闡述論文提綱怎么寫(xiě)。

2、理論分析

設(shè)在水下H米深的地方,用托里拆利實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得管內(nèi)水銀柱的高為y1力學(xué)平衡原理,在水面上測(cè)得管內(nèi)水銀柱的高為y2,由于測(cè)定y1相當(dāng)于在測(cè)定y2的基礎(chǔ)上,給水銀槽液面增加一個(gè)大小ρgH的壓強(qiáng),且測(cè)定y1和y2時(shí)管外的氣體狀態(tài)是相同的,所以,ρ0gy1=ρ0gy2+ρgH(其中ρ0為水銀的密度,ρ為水的密度)。接著再來(lái)研究相同大氣環(huán)境下筒內(nèi)氣體的情況,上端封閉下端開(kāi)口的筒內(nèi),放入了托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置,將它們慢慢豎直放到水中,直到筒內(nèi)外水柱深度達(dá)

圖1 測(cè)定筒內(nèi)氣體水銀柱高示意圖

到H米為止,如圖1所示,測(cè)得筒內(nèi)氣體水銀柱的高為y3,因?yàn)橥餐馑母叨葹镠,按照托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)出的水銀柱高就是管外氣體壓強(qiáng)來(lái)推斷,理論上應(yīng)該得出這樣的結(jié)果:y3=y(tǒng)1力學(xué)平衡原理,即ρ0gy3=ρ0gy2+ρgH。但由于測(cè)定y3和y1時(shí)管外氣體的密度是完全不同的,所以從理論上講,應(yīng)該得出另外一種結(jié)果:y3≠y1。究竟孰是孰非?只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能得到證實(shí)。

3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

將一個(gè)上端封閉的圓柱形玻璃管慢慢地豎直插到另一個(gè)充滿水的圓柱形玻璃管底部。已知空玻璃管管內(nèi)的長(zhǎng)度是1997mm,外面的玻璃管管內(nèi)的長(zhǎng)度是3994mm,只要測(cè)得進(jìn)入空玻璃管內(nèi)水的高度h,根據(jù)筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界大氣壓與水柱壓強(qiáng)之和,以及玻意耳定律,就可計(jì)算出外界大氣壓強(qiáng)的值。計(jì)算公式為:p0 =(3994- h)×(1997- h)÷(13.6h)

(p0和h的單位分別為mmHg和mm)

下面是在不同日期和時(shí)間測(cè)得進(jìn)入管內(nèi)水的高度實(shí)測(cè)值與理論值的對(duì)照表(其中,h1為理論值,h2為實(shí)測(cè)值; p0為蘇州市氣象局政務(wù)網(wǎng)站整點(diǎn)提供的實(shí)時(shí)值)

表一:不同日期不同時(shí)間實(shí)測(cè)值與理論值對(duì)照表

 

p0

(mmHg)

h1

(mm)

h2

(mm)

h2–h1

(mm)

Date AM

1

749

509

527

18

July 7 06:09

2

749

509

524

15

July 6 06:43

3

750

509

526

17

June 24 06:34

4

750

509

521

12

June 23 06:43

5

751

508

524

16

June 25 06:36

6

751

508

525

17

May 11 06:43

7

752

508

515

7

June 22 05:43

8

752

508

518

10

April 26 06:35

9

753

507

522

15

June 28 06:21

10

753

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520

13

April 30 07:45

11

754

507

522

15

May 31 06:29

12

754

507

523

16

July 9 06:00

13

755

506

522

16

May 9 06:20

14

755

506

523

17

May 20 06:33

15

756

506

520

14

May 8 08:28

16

756

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May 19 06:35

17

757

505

513

8

June 20 06:25

18

757

505

518

13

June 3 09:05

19

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505

518

13

June 2 06:21

20

758

505

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May 26 06:08

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505

518

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May 17 06:14

22

759

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May 30 06:47

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April 17 07:00

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May 27 07:07

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May 13 06:05

26

761

504

518

14

April 16 06:42

27

762

503

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13

May 15 07:50

28

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9

April 23 06:28

29

763

503

513

10

April 2 06:52

30

763

503

513

10

April 13 06:25

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512

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April 10 07:47

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5

March 19 07:00

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February 23 06:50

34

765

502

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12

April 19 06:40

35

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509

8

April 6 06:45

36

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9

March 31 06:30

37

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7

April 9 06:40

38

767

501

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9

April 12 06:20

39

768

500

510

10

April 11 06:38

40

768

500

510

10

March 29 06:15

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500

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6

March 9 06:50

42

769

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8

March 28 06:43

43

770

500

508

8

March 30 06:31

44

770

500

506

6

April 5 08:54

45

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504

5

March 2 07:20

46

771

499

508

9

March 27 06:48

47

772

499

505

6

March 10 06:48

48

772

499

504

5

March 23 06:58

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498

507

9

March 26 06:54

50

773

498

505

大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)范文第3篇

教學(xué)目標(biāo):1.知道大氣壓的存在及大氣壓存在的現(xiàn)象

2.知道托里拆利實(shí)驗(yàn)首次測(cè)定了大氣壓的值

教學(xué)重點(diǎn):1.理解大氣壓強(qiáng)的存在

2.初步掌握托里拆利實(shí)驗(yàn)原理

教學(xué)難點(diǎn):托里拆利實(shí)驗(yàn)

教學(xué)教具:玻璃管、水、墨水、燒杯

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì):

一、導(dǎo)入

大家先看一幅圖片,這是生活在海水中的魚(yú),它被海水包圍著。前面我們學(xué)習(xí)過(guò),液體的內(nèi)部存在壓強(qiáng),那這條魚(yú)會(huì)不會(huì)受到海水對(duì)它的壓強(qiáng)呢?(會(huì))我們生活在大氣中,也被大氣包圍著,如果把籠罩著地球的大氣層比作浩瀚的海洋,那我們是否也會(huì)受到大氣對(duì)我們的壓強(qiáng)呢?帶著這個(gè)問(wèn)題呢,我們一起來(lái)進(jìn)入今天的課堂:大氣壓強(qiáng)。

二.新課教學(xué)(實(shí)驗(yàn)加講解)

1.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)存在

①演示

首先我們來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn),大家看,這是一個(gè)裝有水的燒杯,為了讓大家看的更清楚啊,我往水中滴了幾滴墨水,這是一根兩端開(kāi)口的玻璃管,現(xiàn)在我把玻璃管插入水中,然后用手指堵住下端的開(kāi)口,提出玻璃管,大家發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象?(一段水柱)對(duì),一段水柱,水柱沒(méi)有掉落,為什么呢?(因?yàn)槭种付伦×耍鞘种付伦×藶槭裁此筒煌碌裟??(因?yàn)槭种笇?duì)水柱有一個(gè)向上的拖的力)好,現(xiàn)在我那開(kāi)下端的手,但是呢我堵住上端的開(kāi)口,大家看會(huì)有什么現(xiàn)象?。浚ㄋ鶝](méi)有掉下來(lái))水柱沒(méi)有掉落,是不是有什么東西堵住了下端的開(kāi)口?。浚](méi)有)真的沒(méi)有嗎?大家仔細(xì)想想,管口周圍還存在什么?(空氣)對(duì),管口的周圍還存在空氣,說(shuō)明手堵住了上端的開(kāi)口而水沒(méi)有流下來(lái),是誰(shuí)給了水一個(gè)向上的力?(空氣)好,前面我們學(xué)習(xí)過(guò)力的作用效果可以用壓強(qiáng)來(lái)表示,而空氣給了水一個(gè)向上的力,這又說(shuō)明了什么呢?(說(shuō)明了空氣對(duì)水有壓強(qiáng))很好,通過(guò)剛剛的實(shí)驗(yàn)我們可以知道,空氣中是存在壓強(qiáng)的,對(duì)不對(duì)?(板書(shū)大氣壓強(qiáng)存在)(對(duì))好,再回到這個(gè)實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在我再往管中注水,同樣我只堵住上面的管口,現(xiàn)在我把玻璃管向各個(gè)方向旋轉(zhuǎn),大家看水有沒(méi)有流下來(lái)?(沒(méi)有)嗯,把玻璃管轉(zhuǎn)向各個(gè)方向,水都沒(méi)有流下來(lái),這是不是就說(shuō)明了管中的水在各個(gè)方向都受到大氣對(duì)它的壓強(qiáng)呢?(是)那這又說(shuō)明了什么呢?(說(shuō)明了大氣在各個(gè)方向上都存在壓強(qiáng))很好,說(shuō)明了大氣在各個(gè)方向上都存在壓強(qiáng)。(板書(shū)并且朝向各個(gè)方向)

②結(jié)論:大氣壓強(qiáng)存在并且朝向各個(gè)方向。

知道了大氣壓強(qiáng)確實(shí)存在,那到底什么是大氣壓強(qiáng)呢?我們來(lái)給它下個(gè)定義。

2.大氣壓強(qiáng)定義(板書(shū)):大氣對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng),叫大氣壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱大氣壓。

3.托里拆利實(shí)驗(yàn)(板書(shū))

大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)范文第4篇

關(guān)鍵詞:探究性教學(xué);空氣的“力量”;案例分析

由于空氣看不見(jiàn)、摸不著,平時(shí)又感覺(jué)不到它的存在,所以它對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)相當(dāng)抽象,要使學(xué)生順利掌握本節(jié)課內(nèi)容有一定的困難。本節(jié)課主要存在以下兩個(gè)難點(diǎn)。難點(diǎn)一:如何理解大氣壓的存在。難點(diǎn)二:關(guān)于大氣壓的測(cè)量,為什么能用托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)出大氣壓強(qiáng),原理是什么?又由于實(shí)驗(yàn)所用的汞有毒,所以該實(shí)驗(yàn)基本都是利用多媒體演示,學(xué)生沒(méi)有動(dòng)手探究的機(jī)會(huì),非常遺憾。如何解決這個(gè)問(wèn)題也成了難點(diǎn)。

一、如何理解大氣壓的存在

為此,在這節(jié)課的教學(xué)中,筆者對(duì)這兩部分的教學(xué)模式做了大膽的創(chuàng)新改進(jìn)。由于物理是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),對(duì)于難點(diǎn)一,本節(jié)課的設(shè)計(jì)思路是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,指導(dǎo)學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)探究,利用四個(gè)實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,將抽象的理性問(wèn)題轉(zhuǎn)化成學(xué)生擅長(zhǎng)的感性認(rèn)知,歸納總結(jié)出大氣壓強(qiáng)的存在,同時(shí)激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究該課題的興趣。

實(shí)驗(yàn)一:形變的瓶子

教師用手將空的礦泉水瓶捏扁,提問(wèn):“為什么礦泉水瓶會(huì)發(fā)生形變?誰(shuí)是施力者?”往礦泉水瓶中加入適量的熱水,蓋好瓶蓋,用涼水澆礦泉水瓶,發(fā)現(xiàn)瓶子發(fā)生劇烈的形變。提問(wèn):“瓶子為什么會(huì)形變?誰(shuí)是施力者?”從而引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析對(duì)比引出大氣壓強(qiáng),這時(shí)學(xué)生是半信半疑狀態(tài),必須用更多的事實(shí)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)二:沖不走的兵乓球

教師將礦泉水瓶裝滿水,把乒乓球放在瓶口上,倒置過(guò)來(lái)。

師:同學(xué)們猜猜會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?輕巧的乒乓球會(huì)被水沖走嗎?

師:誰(shuí)托住乒乓球?(進(jìn)一步提問(wèn)。)

生:(討論總結(jié)出)瓶?jī)?nèi)裝滿水,排出了空氣,乒乓球在下方大氣壓強(qiáng)作用下沒(méi)有掉下。

實(shí)驗(yàn)三:覆杯實(shí)驗(yàn)(學(xué)生實(shí)驗(yàn))

(1)取一紙杯,用硬紙片把杯口蓋嚴(yán),手按住紙片把杯子倒置,放開(kāi)手后,硬紙片立即下落;(2)在杯內(nèi)盛滿水后再用硬紙片把杯口蓋嚴(yán),手按住紙片將杯子倒置,放開(kāi)手后,紙片不下落,水也不流出。改變杯口朝向,紙片不下落,水還是不流出。

師:誰(shuí)托住水柱?

生:(討論總結(jié)出)瓶?jī)?nèi)裝滿水,排出了空氣,紙片在下方大氣壓強(qiáng)作用下沒(méi)有掉下。

實(shí)驗(yàn)四:誰(shuí)喝得快?

比賽吸汽水,看誰(shuí)吸得快??jī)善匡嬃希黄繋鹌と?,一瓶不帶塞開(kāi)口的,讓兩名學(xué)生比賽,并對(duì)容易程度發(fā)表感言,讓學(xué)生交流討論、歸納總結(jié)。

利用身邊的物體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易行的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,并使他們感受到物理就在身邊。讓學(xué)生在玩中學(xué)、學(xué)中玩,使整個(gè)課堂在求知探索之中進(jìn)行,更彰顯探究教學(xué)的樂(lè)趣,同時(shí)也提高了學(xué)生自主探索的欲望,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,在輕松愉快的氛圍中解決這個(gè)難點(diǎn)。

二、關(guān)于大氣壓的測(cè)量

針對(duì)難點(diǎn)二,本課的設(shè)計(jì)思路是利用實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)引入問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)知識(shí)遷移,借助轉(zhuǎn)換法、等效替代法等方法,將看不見(jiàn)的大氣壓等效替代成固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量,利用層層遞進(jìn)的思維引導(dǎo),讓學(xué)生扶階而上,用學(xué)過(guò)的知識(shí)解決新問(wèn)題,最終在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,完成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)。具體過(guò)程如下:

第一步:半球?qū)嶒?yàn),感受威力

(1)體驗(yàn):感受大氣壓的大小。讓兩個(gè)掛鉤吸盤(pán),吸在一起,排盡里面的氣體,用手拉開(kāi)看看。

(2)介紹馬德堡半球?qū)嶒?yàn):教師邀請(qǐng)兩位“大力士”同學(xué)模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn),并結(jié)合課件中的動(dòng)畫(huà)給學(xué)生講馬德堡半球的故事,讓學(xué)生了解物理發(fā)展史中的盛事,并感受大氣壓的威力,緊接著提出問(wèn)題:“大氣壓究竟有多大呢? ”

第二步:分組探究,估測(cè)氣壓

師:前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的求解方法,分別是什么?我們能否將看不見(jiàn)摸不著的空氣壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成固體壓強(qiáng)或液體壓強(qiáng)來(lái)測(cè)量?

安排學(xué)生利用所學(xué)壓力壓強(qiáng)知識(shí)和手邊教師提供的吸盤(pán)、注射器、彈簧測(cè)力計(jì)等器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),估測(cè)大氣壓。學(xué)生較容易想到通過(guò)測(cè)壓力和受力面積用公式P=F/S來(lái)計(jì)算出大氣壓的值,容易設(shè)計(jì)出以下(如圖)兩種實(shí)驗(yàn):

在探究活動(dòng)中,由于實(shí)驗(yàn)室所用彈簧測(cè)力計(jì)量程較小,吸盤(pán)(或針筒活塞)被拉動(dòng)瞬間彈簧測(cè)計(jì)讀數(shù)較難把握,學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究難以成功。這時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),用裝沙子或水的掛瓶,或者用小鉤碼加橡皮泥來(lái)代替彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力的大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)教師巡視并進(jìn)行指導(dǎo),組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估,讓學(xué)生了解到:吸盤(pán)中(或針筒)的空氣往往難以排盡,拉動(dòng)吸盤(pán)時(shí)受力面積也發(fā)生了變化,這些因素會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠精確。

第三步:轉(zhuǎn)換思路,水柱測(cè)壓

教師因勢(shì)利導(dǎo),啟發(fā)學(xué)生從前面所做的“覆杯實(shí)驗(yàn)”入手,讓學(xué)生思考,換更高的容器實(shí)驗(yàn)結(jié)果又會(huì)怎樣呢?讓學(xué)生試試看。實(shí)驗(yàn)后水依然不流出,教師繼續(xù)發(fā)問(wèn):“大氣壓究竟能支持多高的水柱呢?”此時(shí)播放大氣壓支持水柱的實(shí)驗(yàn)視頻,引導(dǎo)學(xué)生分析獲知:大氣壓的大小就等于它所支持的水柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng),獲得一種可以準(zhǔn)確測(cè)量大氣壓值的方法。

第四步:發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,尋找替代

學(xué)生發(fā)現(xiàn)上面實(shí)驗(yàn)有缺陷:支持水柱過(guò)高,實(shí)驗(yàn)操作不方便。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生考慮換用密度更大的液體――水銀來(lái)解決問(wèn)題。由于水銀有毒,所以筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)視頻給學(xué)生介紹托里拆利實(shí)驗(yàn)并結(jié)合動(dòng)畫(huà)進(jìn)行分析,讓學(xué)生利用液體壓強(qiáng)公式來(lái)計(jì)算大氣壓強(qiáng),并強(qiáng)調(diào)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值。通過(guò)以上兩個(gè)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生用等效替代的方法來(lái)改進(jìn)實(shí)驗(yàn),由“覆杯實(shí)驗(yàn)”到“用水柱測(cè)壓強(qiáng)”再將水柱換成汞柱,從而讓學(xué)生輕松理解托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理,突破本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。

大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)范文第5篇

著名的“托里拆利實(shí)驗(yàn)”

1643年,托里拆利在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上受到啟發(fā),選用密度較大的水銀(密度約是水的14倍)做實(shí)驗(yàn),最終獲得了成功.他在一根長(zhǎng)度約為1米、一端封閉的玻璃管(后稱托里拆利管)內(nèi)灌滿水銀,然后用手指堵住管口,將其倒裝有水銀的水銀槽里(如圖),放開(kāi)手指后,可看到原來(lái)充滿玻璃管的水銀柱迅速下降,并停留在一定的高度處,頂部讓出了空間.為了進(jìn)一步證實(shí)管中水銀柱上部空間是真空,托里拆利又改進(jìn)了實(shí)驗(yàn).他在水銀槽中的水銀面上注入清水直到缸口,然后把玻璃管緩緩地向上提起,當(dāng)玻璃管管口提高到水銀和水的分界面以上時(shí),管中的水銀便很快地瀉了出來(lái),同時(shí)水猛然向上竄入管中,直至管頂.由此可見(jiàn),原先管內(nèi)水銀柱上方部分確實(shí)是空無(wú)所有的真空.這是人類最早用人工方法獲得的真空,曾轟動(dòng)一時(shí),人們把它叫做托里拆利真空.原先的水銀柱和現(xiàn)在的水柱都不是被“真空力”所吸引住的,而是被管外水銀面上的大氣重量所產(chǎn)生的壓力托住的.托里拆利在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn):不管玻璃管的長(zhǎng)度如何、粗細(xì)如何,也不管玻璃管是處于豎直的還是傾斜的,管內(nèi)水銀柱(即管內(nèi)水銀液面到水銀槽中水銀液面)的豎直高度總是保持在760毫米左右.這就是著名的“托里拆利實(shí)驗(yàn)”.

氣壓計(jì)的發(fā)明

根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)原理,既然大氣壓可以托起一定高度的水銀柱,于是托里拆利就提出了可以利用水銀柱高度來(lái)測(cè)量大氣壓的大小.1644年,他同維維安尼合作,制成了世界上第一具水銀氣壓計(jì).由于這具水銀氣壓計(jì)直接用水銀柱高度來(lái)表示大氣壓的大小,后來(lái)人們把相當(dāng)于1毫米水銀柱高的壓強(qiáng)叫做1托里拆利,以紀(jì)念他的偉大貢獻(xiàn).托里拆利在實(shí)驗(yàn)研究中還發(fā)現(xiàn),玻璃管中水銀柱的高度會(huì)隨地面的高度、天氣的陰晴及氣溫的變化而變化,由此得出大氣壓強(qiáng)也是隨著高度、陰晴及氣溫的變化而變化的結(jié)論.使人們認(rèn)識(shí)到天氣的陰晴與大氣壓的變化存在一定的因果關(guān)系,利用氣壓計(jì)觀測(cè)大氣壓強(qiáng)的變化就可以進(jìn)行天氣預(yù)報(bào).當(dāng)氣壓計(jì)中的水銀柱下降時(shí),往往預(yù)示著陰雨天氣的到來(lái);反之,當(dāng)氣壓計(jì)中的水銀柱上升時(shí),天氣將轉(zhuǎn)晴,故而氣壓計(jì)又被叫做“晴雨表”.氣壓計(jì)的發(fā)明具有重要的意義,它開(kāi)啟了定量測(cè)量大氣的研究方法,推動(dòng)了大氣科學(xué)的發(fā)展.

氣壓計(jì)的種類

氣壓計(jì)分為兩種:一種是水銀氣壓計(jì),另一種是無(wú)液氣壓計(jì).

1.水銀氣壓計(jì) 它是根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)原理制成的,大氣壓強(qiáng)不同,托起的水銀柱高度就不同.下圖是實(shí)際應(yīng)用的一種“福廷式水銀氣壓計(jì)”,玻璃管底部的水銀槽是用一個(gè)皮囊所代替,并附有可以調(diào)準(zhǔn)的象牙針使其指示水銀面,在玻璃管外面加上一個(gè)金屬護(hù)套,套管上刻有量度水銀柱高度的刻度尺.在水銀槽頂上另裝一只象牙針,針尖正好位于管外刻度尺的零點(diǎn),另用皮袋作為水銀槽底.使用時(shí),輕轉(zhuǎn)皮袋下的螺旋,使槽內(nèi)水銀面恰好跟象牙針尖接觸(即與刻度尺的零點(diǎn)在同一水平線上),然后由管上刻度尺讀出水銀柱的高度,此高度示數(shù)即為當(dāng)時(shí)所測(cè)地方大氣壓的大小.大氣壓的單位可以直接用毫米水銀柱高表示,也可以使用國(guó)際單位制帕斯卡(Pa)作單位,如果測(cè)出的是水銀柱高h(yuǎn),根據(jù)p=ρ汞gh公式計(jì)算出的數(shù)值就是以帕斯卡為單位的.當(dāng)然這個(gè)計(jì)算結(jié)果在制造氣壓計(jì)時(shí)就把它標(biāo)到氣壓計(jì)上了,通過(guò)水銀面對(duì)準(zhǔn)的刻度,就可以知道大氣壓強(qiáng)的大小了.

水銀氣壓計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確,缺點(diǎn)是體積較大、攜帶不方便、易損壞.多用于實(shí)驗(yàn)測(cè)量、氣象觀測(cè)等.

2.無(wú)液氣壓計(jì) 無(wú)液氣壓計(jì)最常見(jiàn)的一種就是金屬盒氣壓計(jì),它主要是由表面帶有波紋狀的真空金屬盒、杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及指針等部分組成,如下圖所示.金屬盒氣壓計(jì)的工作原理是:以彈性材料做成的薄膜真空金屬盒作為感應(yīng)元件,它將大氣壓強(qiáng)作用在空盒上的壓力轉(zhuǎn)換成空盒的彈性軸向位移,通過(guò)杠桿和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給指針,使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).為了不使金屬盒被大氣壓所壓扁,用彈性鋼片向外拉著它.當(dāng)大氣壓強(qiáng)增大時(shí),盒蓋就向內(nèi)凹進(jìn)去一些,彈性鋼片就帶動(dòng)指針沿順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn).指針順時(shí)針偏轉(zhuǎn)角度越大,說(shuō)明大氣壓升高變化量就越大.當(dāng)大氣壓強(qiáng)減小時(shí),彈性鋼片就把盒蓋向外拉起來(lái)一些,這時(shí)彈性鋼片又帶動(dòng)指針沿逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn).指針逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)角度越大,說(shuō)明大氣壓降低的變化量就越大.當(dāng)空盒的彈性應(yīng)力與大氣壓力相平衡時(shí),指針就停止轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)指針下面刻度盤(pán)上的示數(shù),就是當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)的值.如果在無(wú)液氣壓計(jì)的刻度盤(pán)上標(biāo)的不是大氣壓的值,而是高度,于是就改裝成了航空及登山用的高度計(jì).

它的優(yōu)點(diǎn)是使用方便、體積小便于攜帶,但缺點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確.多用于登山測(cè)量、飛機(jī)的高度計(jì)等.

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