证明大气压强存在的小试验及学生课堂探究简易测量方法
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深入学习新课程标准,并在教学实际中运用。
证明大气压强存在的小试验及学生课堂探究简易测量方法
实验一 取一
玻璃杯用硬纸片把杯口盖严,手按住纸片把杯子倒置,放开手后,硬
纸片立即下落。若在杯内盛满水后再
用硬纸片把杯口盖严,手按住纸片将杯子倒置,
放开手后,纸片不下落,水也不流出,这表明大气有压强
。正是由于大气压强的作用,纸
片不下落。
实验二 取一注
射器,把针筒倒夹在铁架台的铁夹中,先将活塞推到针筒顶端,排
尽空气后用橡皮套将管口套牢,再在活
塞颈上拴上细绳,绳下挂几个钩码,活塞也不易
拉下来。
实验三
将两个带有软塑料托的压力衣钩的软塑料托相对,用力挤压,排出其间
的部分空气,即使在衣钩下挂一较
重的物体,也不易将两个衣钩分开。
实验四 将木凳面弄湿,把像皮
吸盘直立在光滑的凳面上,握住木柄往下压,这时
吸盘内气体被挤压出来,再提起木柄,凳子亦被提起,
可证明大气压强的存在。
实验五 将钢笔插入墨水中,按下胶管外的弹簧片
,将胶管中的空气排出一部分,
松开弹簧片后墨水就被“吸”进了胶管中。分析可知,管内气体被排出部
分后,管内气体
压强小于管外大气压强,在墨水液面大气压强作用下,将墨水压进了胶管内,证明了大<
br>气压强的存在。
实验六 将粗试管装满水后,再将稍细的空试管插入
粗试管中至一半深度处,将
两试管迅速倒置过来,放开细试管后,则会看到细试管在粗试管内缓缓上升,
这表明大
气有压强
实验七 广口瓶内装少量细沙,将一块浸有酒精
的纸点燃后投入瓶中,然后迅速
把剥去壳的熟鸡蛋紧盖在瓶口上。待纸熄灭后,向瓶外浇冷水,瓶中气体
压强减少,小
于外部大气压强,在大气压作用下鸡蛋被压入了瓶中。
实验八 在橡皮塞中插入两支细短玻璃管,一根玻璃管口套上一个小气球,并用
线扎紧,
另一根接厚橡胶管后与抽气筒相连。用橡皮塞塞紧广口瓶瓶口,用抽气筒抽出
瓶中的部分空气,此时套在
另一玻璃管口的小气球就膨胀起来。这是由于抽走瓶内部
分气体后,瓶内压强减小并小于瓶外大气压强,
因而大气压强将瓶外部分气体压进了
气球。
“瓶吞蛋”实验
把烧瓶浸入热水中,如图1所示。瓶内空气受热膨胀跑出一部分后,再放上蛋
,
然后便可清楚地看到烧瓶“吞食蛋”的“慢动作”,直至蛋落入烧瓶中。因瓶颈
较长,“吞蛋
”效果相当明显,
:课堂内容完成后,将烧瓶倒置并固定,用
热水淋烧瓶,学生又可看到蛋被烧
瓶慢慢吐出。此虽本节内容,却能给学生留下更多的思索,激发了学生
的求知欲,
同时可一蛋多用,确保下次演示的成功。)
1、
吹气球和吸气球 (见图2)
实验器材
侧面开口的椎形瓶、气球、橡皮塞、细玻璃管、橡皮筋、两用打
气筒
实验过程 将气球用橡
皮筋固定在细玻璃管一端,玻璃管穿过橡皮塞,装在
椎形瓶口处,用打气筒向气球内打气,气球鼓起来;
再用抽气筒从侧面开口处向
外抽气,气球也会鼓起来。
实验分析:从侧面开口处向外抽气时,
瓶内大气压减小,外面大气压沿玻璃
管将空气压入,从而将气球吹得鼓起来。从而也验证了大气压强的存
在。
引发思考:利用该实验装置还能进行哪些实验?引导学生思考,学生思维受
限,可提示:
如果先将气球吹鼓<不需要太大>,堵住细管口,可采用什么
方法让气球变瘪?
。
图1 图2
图3 图4
2、
小试管爬升实验 (见图3)
实验器材
大试管、小试管、水
实验过程 如图3所示,小试管的直径略小于大试管的内径,能在大试管内移动
。
若在大试管内装满水,然后套入小试管,手拿大试管并倒立放置。可以看到水从
两个试管之间
的间隙流出,同时小试管逐渐上升。
实验分析:小试管下部是空的,与大气接触,受到大气的压强、压
力。小试管上
部与水接触,受到水的压强、压力。大试管内水的高度不大,远远小于10米。
大
气压相当于10米高水柱产生的压强,所以小试管受到大气向上的压力大于试
管上方水产生的向下压力。
小试管受到的合力方向向上。
小试管在向上合力的作用下,向上运动,并且把大试管中的水从两试管的
间隙中挤出。水从大试管中流出,小试管上升填补里水流出后产生的空隙。
要求小试管的直径
略小于大试管的内径,是为了让水从两个试管的间隙中
慢慢地流出,不让空气进入大试管。这样可以使大
试管内的压强始终小于大气压,
小试管逐渐上升。
此实验可证明大气压的存在。
3、
水漫“金山”灭烛火实验
实验器材
水(热和冷)、水槽、蜡烛、火柴、烧杯
实验过程 如图6所示,将点燃的蜡烛固定在水槽底部,倒
入一些水,然
后向烧杯底部浇一些热水,使杯内空气受热膨胀跑出一部分,倒罩在蜡烛上,使
杯
口浸入水中。可看到水面慢慢上升,没过蜡烛,将其熄灭。
点燃蜡烛 浇热水排空气
灭烛
图6
实验分析 杯内空气排出后,气压减小,大气压将水压入杯
内,水面升高,
没过蜡烛,将其熄灭。证明大气压存在。
总之,生活中有许多
现象是由于大气压强的作用而产生的。这些现象也证
明了大气压强的存在。例如,当我们用吸管快速吸出
饮料时,会看到饮料盒将变
形(如图4),实际上饮料盒是被外面的大气压强压瘪的。类似的例子很多,
可
以让学生列举,教师给以指导,充分调动学生的参与意识。
如上这些实验设计出来后,让学
生进行分组实验,并由学生分析实验。这节
实验探究课效果很好,它同时也探究出大气压的方向是向各个
方向的。
简介:
用塑料可乐瓶制作了一个简单的实
验装置,利用它可以做很多有关气体压强
的实验。当橡皮管2用夹子夹上后,让水从玻璃
管1中
流出,由于瓶内的压强变小,在大气压的
作用下,塑料可乐瓶慢慢地变瘪。
喷泉实验:在如图所示装置中,在一块大玻璃板
上钻一小孔,后插入一小
玻璃管(玻璃管与硬纸板之间用一小段胶管密封),把大硬纸板放在有红色水的
水槽上(硬纸板与水槽间留有空隙),点燃两支蘸有酒精的棉花球,用一大烧杯
(筒口涂凡士林
)盖住,当蜡烛熄灭时,烧杯内气体
冷却,压强减小,外界大气压把红色水从水槽中向上
压入烧
杯内,喷射而出,形成美丽的喷泉。
开放试验 让学生自主测量大气压强是多少!
一、创设情境、提出问题:表演马德保半球实验
,教师拿出两个橡胶半球,请班级中力
气最大的两名同学来表演,同时做好保护,在学生的一片笑声中,
半球就是拉不开。教师语
言过渡:“马德保半球实验不但形象地说明了大气压的存在,还有力地说明了大
气压的巨大,
那么,同学们,你们想知道大气压到底有多大吗?”生:“想!”,自然引入大气压强值的
测量,直指探究课题。
二、提供器材、搭建平台、使自主建构成为可能:实验室提供“50m
l,10ml,3ml三种
不同规格的注射器;2.5N、5N、10N三种量程的弹簧测力各24只;
刻度尺24只;玻璃板24
块;钩码24盒;细沙、部分小吸盘”,学生自备“3ml注射器(2人一个
)、小桶(自己用饮
料瓶和尼龙绳制作的、儿童玩的小沙桶)、小吸盘等”,全班分成24组,2人一组
。这样为
学生提供充足的学习、探究资料,使学生充分地利用所提供的器材自主地尝试、自主地设计、<
br>在不断的尝试中试着建构。
三、开放过程、不限方法、自主设计、培养学生的自主能力:在课堂
教学中鼓励学生利
用提供的器材大胆地尝试、自行设计实验方案,自主探究;不断地鼓励学生通过观察、
比较、
归纳、类比等手段对实验进行改进,在各个小组中既有分工、又有合作,形成了良好的课堂
氛围,学生的思维一直非常的活跃、积极地思考,于是就有了下面的六种实验方法:
方法一:①、将
注射器的活塞推至注射器的底端,排尽筒内的空气,然后用一橡皮帽堵
住注射器的小孔;
②、
如图1那样固定实验装置,然后水平慢慢向右拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚
好移动时,记下弹簧测
力计的读数即大气对活塞的压力F;
③、用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L;
④、将测量的数值记录在实验表格中;
⑤、利用公式
P
大气对活塞的压
力FN
FFL
计算大气压强的值。(附实验表格)
SV
注射器全部刻活塞的横截面
2
度的长度Lcm 积Scm
大气压的值PPa
注射器的溶
积Vml
方法二:如
图2,将注射器的活塞推至注射器的底端,排尽筒内的空气,然后用一橡皮
帽堵住注射器的小孔,将注射
器竖直在下面不断地加钩码直至活塞开始滑动,用弹簧测力计
测出钩码的重力G,用刻度尺测出注射器全
部刻度的长度L,即可算出大气压强值;
方法三:如图3,将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上,挤出里
面的空气,按住玻璃板,
用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩,缓慢往上拉,记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧
测力计的读
数F,再测量出吸盘与玻璃板的接触面积S,即可算出大气压的值;
方法四:如图
4:将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内
的空气,测出吸盘的直径为d
;将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;用小
勺轻轻地向小桶内加沙,直
到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用弹簧测力计测出这时小桶和沙的
重力G,即可算出大气压的值;
方法五:如图5,将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内
的空气,测出吸
盘的直径为
d
;将钩码挂在吸盘的塑料挂钩上不断地加钩码,直到塑料吸盘
刚好脱离玻
璃板,用弹簧测力计测出钩码的重力G,即可算出大气压的值;
方法六:如图6
:将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的桌面下方
,挤出塑料吸盘内
的空气,测出吸盘的直径为
d
;将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸
盘的塑料挂钩上;用小
勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用弹簧测力计测出这时小
桶和沙的
重力G,即可算出大气压的值。
图1 图2
图3
图4
图5
图6
教师播种的是行为,学生收获的是习惯,在教学中,学生一直处
于思考之中,这样既培
养了学生的实验能力、自主能力,又让学生充分享受了设计成功的喜悦、在探索创
新中体验
学习的乐趣。
四、交流评估,培养学生的反思能力和表述能力:在学生实验之后,教师介绍“托里拆
利实验”
交代“人们通常把76厘米高的水银柱产生的压强叫标准大气压,约等于1.0×
5
10Pa”
,然后引导学生对自己的实验方案进行反思、评估,几分钟之后让学生走上讲台进
行表述、谈自己在实验
中遇到的问题以及自己的解决办法,实验注意事项、实验误差等。于
是就有了学生下面的表述“在第一种
方法中不断地尝试更换注射器的规格、弹簧测力的量程,
最终选择3ml的注射器和10N的弹簧测力完
成实验,实验中要注意排尽注射器(吸盘)中的
空气,不能超过测力计的量程,可以先在注射器中吸入一
部分水进行润滑减小摩擦,同时还
能提高密闭性,实验中注意弹簧拉力方向与活塞的轴线方向在一条直线
上;在实验中当弹簧
测力计的量程不能满足时,可以通过增添钩码的方式解决,用小桶和细沙进行实验比
使用钩
码要好,更准确等等;实验中注射器内空气是否排尽、活塞与筒壁之间的摩擦、吸盘内的空
气是否排尽、吸盘直径测量(必须将吸盘完全铺平)等都会影响实验的误差等。”
这样不但可以增加
学生知识与情感的沟通与交流,还可以展示学生成功喜悦感与树立学
生学习自信心,更能培养了学生反思
和评估能力,现象分析能力,充分发挥了学生的主观能
动性。
上面就是在“估测大气压强实验
”中对学生能力培养的过程,在课堂教学中,只要我们
充分地调动学生的积极性和学习潜能,就可以让学
生尝试实验设计、操作中,实现“动手能
力,分析、解决问题能力”不断的发展和提升,提高学生创新能
力和对知识的应用能力,使
学生自主参与学习。这样,学习物理的兴致得到激励,自主探究的思想得到陶
冶,何乐而不
为?
深入学习新课程标准,并在教学实际中运用。