大气压强实验(精选5篇)
大气压强实验范文第1篇
首先是对覆杯实验的两个改进,覆杯实验直观的说明了大气压的存在,实验简单易做是很多教师在课堂演示环节常做的实验,但多年来大部分教师只是按照教材中的方法将实验演示一遍,缺乏创新,对于现在的学生而言已经很少出现老师预料中的诧异和惊奇。由于这个实验主要说明了大气压的存在,而对于大气向各个方向都有压强演示则不容易成功,因此根据现在孩子的身心特点,对这个实验做了一点改进,改进方法一:实验器材是:果冻杯、硬塑料片(一面固定一段棉线),水。实验过程是:
(1)将果冻杯灌满水,用塑料片把果冻杯杯口盖住,一只手拿住杯子底部,另一只手压住杯口上的明信片,迅速将杯子翻转过来,塑料片不会掉下来,说明了大气压的存在。
(2)将杯子在手中正放,用手将塑料片上的棉线提起,观察杯子竟然没有脱落,被塑料片提了起来,这个实验效果出乎学生的意料,学生会对大气压的大小和方向产生极大的学习兴趣,从而有利于后面内容的学习。这些小的改进实验器材来源于生活,随手可得,让学生感受物理就在我们身边。
对覆杯实验改进二:
需要的实验器材是,一个饮料瓶,一个乒乓球,烧杯和水。实验过程:
(1)将乒乓球置于空饮料瓶口,倒置观察乒乓球由于受到重力作用掉下来。
(2)将饮料瓶灌满水,再将乒乓球放在瓶口,倒置观察乒乓球不会掉下来,说明了大气对乒乓球有一个向上托的力,证明了大气压强的存在。
(3)将饮料瓶旋转,观察在任意方向乒乓球均不会掉下来,说明了大气向各个方向都有压强。
本实验的创新点:实验器材来自日常生活,实验简单易做,成功率高,学生在玩中就了解了大气压的存在并且认识到大气压类似液体压强一样,向各个方向都有压强,效果好。
在以前的教学过程中,我用实验室配发的马德堡半球模拟仪器做试验,将两个半球对在一起,然后用抽气机将中间的空气抽出,这需要较长的时间;由于仪器老化,半球的密封性变差,使得球内的空气也不易抽尽,导致学生在拉球时不用费很大的力就把半球拉开了,有时因为密封的问题半球内的空气抽了很长时间,学生用手一提,两个半球就分开了;实验成功率不高,不能反映大气压有很大压力的物理事实;而且成本高,不宜做学生实验。因此在教学过程中我们一直想对这个实验做一些改进,比如如何解决密封性的问题,但是效果一直不好,现在采用以下的方法,简单方便,很好地说明了大气压是很大的这样的一个物理事实。
本演示实验需要的实验仪器是:两个同样大小的不锈钢碗,两个带拉钩的吸盘,硬纸板或为厚度为2mm左右的塑料密封圈,绳子,餐巾纸。具体的实验过程是:
(1)塑料密封圈置于碗的边沿,将餐巾纸放入碗内。
(2)将餐巾纸点燃,当燃烧最旺时将另一只碗紧扣在这只碗上。
(3)用湿抹布给碗降温,待碗的温度降到人手感觉不烫的时候,把吸盘吸在碗的底部。
(4)请两个同学用吸盘上的绳子向左右两边用力拉,体验大气压的大小。
这个演示实验的目的是:说明大气压强的存在,感受大气压力的大小。
实验原理是:纸张燃烧消耗了密封碗中的氧气,并排出了一部分空气,火熄灭后,空气的温度下降,因为空气具有随着温度的下降而收缩的性质,所以碗内部压强小于外部大气压,内外形成压强差,压力差。
这个实验的创新在于:
(1)取材简单,都是生活中常见的物品,体现了从生活走向物理;
(2)容易操作,相对于实验室配发的模拟马德堡半球实验仪器成本低,成功率高。
大气压强实验范文第2篇
论文关键词:托里拆利实验,大气压强,玻意耳定律,力学平衡原理
1、引言
一提起大气压强,人们自然就会想到著名的托里拆利实验和马德堡半球实验。这二个实验传递给了我们这样的信息:大气压强不仅存在而且相当之大。笔者虽不敢否定这样的结论,但总不能消除对大气压强问题的疑虑。比如:当一个人不小心将手指划破,血自然会从人体上流出。我们知道人体的正常血压一般在120mmHg左右,而外界大气的压强大约在760mmHg,血怎么会流出来呢?难道760mmHg不是大气的压强?带着这样的疑问,笔者首先想从理论上探个究竟,然后通过一百多次水下压缩实验来加以阐述论文提纲怎么写。
2、理论分析
设在水下H米深的地方,用托里拆利实验方法测得管内水银柱的高为y1力学平衡原理,在水面上测得管内水银柱的高为y2,由于测定y1相当于在测定y2的基础上,给水银槽液面增加一个大小ρgH的压强,且测定y1和y2时管外的气体状态是相同的,所以,ρ0gy1=ρ0gy2+ρgH(其中ρ0为水银的密度,ρ为水的密度)。接着再来研究相同大气环境下筒内气体的情况,上端封闭下端开口的筒内,放入了托里拆利实验装置,将它们慢慢竖直放到水中,直到筒内外水柱深度达
图1 测定筒内气体水银柱高示意图
到H米为止,如图1所示,测得筒内气体水银柱的高为y3,因为筒外水柱的高度为H,按照托里拆利实验测出的水银柱高就是管外气体压强来推断,理论上应该得出这样的结果:y3=y1力学平衡原理,即ρ0gy3=ρ0gy2+ρgH。但由于测定y3和y1时管外气体的密度是完全不同的,所以从理论上讲,应该得出另外一种结果:y3≠y1。究竟孰是孰非?只有通过实验才能得到证实。
3、实验验证
将一个上端封闭的圆柱形玻璃管慢慢地竖直插到另一个充满水的圆柱形玻璃管底部。已知空玻璃管管内的长度是1997mm,外面的玻璃管管内的长度是3994mm,只要测得进入空玻璃管内水的高度h,根据筒内气体的压强等于外界大气压与水柱压强之和,以及玻意耳定律,就可计算出外界大气压强的值。计算公式为:p0 =(3994- h)×(1997- h)÷(13.6h)
(p0和h的单位分别为mmHg和mm)
下面是在不同日期和时间测得进入管内水的高度实测值与理论值的对照表(其中,h1为理论值,h2为实测值; p0为苏州市气象局政务网站整点提供的实时值)
表一:不同日期不同时间实测值与理论值对照表
№
p0
(mmHg)
h1
(mm)
h2
(mm)
h2–h1
(mm)
Date AM
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大气压强实验范文第3篇
关键词: 压强原理 气体实验 应用
新课程改革倡导的是科学教育,是克服单纯的学科本位和知识本位,立足于促进学生全面发展的教育。在化学教学中,培养学生探究性的学习能力,进行知识的整合和迁移应用,是落实三维目标的重要环节。我在化学实验教学中,把压强原理应用于化学实验设计中,不但解决了实验本身的问题,而且让学生学会了如何进行知识探索和归纳,取得了比较好的教学效果。下面我就压强在有关气体实验中的应用谈谈个人的看法。
压强是作用在物体单位面积上的正压力。其原理如图所示,其中K为可以滑动的活塞。
一、压强原理用于检验装置的气密性
实验装置气密性的检查是实验前的首要环节,检查气密性时,必须使装置密封。其次,通过增大或减小装置内气体的体积,引起压强的改变,通过观察气液交界处的变化,作出气密性是否良好的判断。
如图所示,用双手捂住圆底烧瓶,当温度升高时,烧瓶内气体的体积膨胀,圆底烧瓶内气体的压强增大,大于大气和烧杯内导气管入水段水柱产生的压强的和,即P。若装置不漏气,则能观察到烧杯里的导管口有气泡冒出。利用压强的原理检验装置的气密性可以归纳为:
形成密闭体系改变压强变压后的现象得出结论
如果要增大气体的压强,就要使密闭体系气体的温度升高或者体积减小或物质的量增多;如果要减小气体的压强,就要使密闭体系气体的温度降低或者体积增大或物质的量减少。在检验不同装置气密性的时候,应采取方便有效的方法,以达到实验目的。
例如:可以用酒精灯给图2的圆底烧瓶加热,烧瓶内气体膨胀,压强增大;图2也可以用分液漏斗给圆底烧瓶滴水,让烧瓶内气体的体积减小,压强增大来检验装置的气密性。又如图3可以采用液差法,将导气管上的活塞关闭,球形漏斗内注入一定量的水,使水面达到球形漏斗的球体部位。停止加水后,水面能停留在某一位置不再下降,此时球形漏斗中的水面高度与容器下部半球体内的水面高度保持比较大的液面差,通过产生压强差检验装置的气密性。
对于类似于大试管的体积比较小、器壁比较薄的仪器(如圆底烧瓶、锥形瓶等),都可采用手捂或酒精灯微热的方法。对于体积比较大,器壁比较厚的仪器,通过手捂升温对气体体积的影响微乎其微,而该装置又是不能被加热的,通常采用液差法。
二、压强原理用于防倒吸
防倒吸是气体制备中重要的一个方面。在制气、收集、尾气吸收的过程中,当体系的压强小于环境的压强时,就会发生倒吸现象。
1.在加热制取气体且用排水法收集的装置中,若收集完毕后先停止加热,则就会产生倒吸现象。故在拆除装置时,应先将导气管移出水面再停止加热,这样破坏了产生倒吸的条件,达到防倒吸的目的。
2.尾气的吸收。一般尾气吸收可采用如图4装置,
三、压强原理用于喷泉实验
化学实验中的喷泉实验正是利用了压强差的原理来实现的。如图7,烧瓶内收满氨气,胶头滴管装有少量水,烧杯中为滴有酚酞的水。操作时,首先挤压胶头滴管,使少量水进入烧瓶,由于氨气极易溶于水,使烧瓶内气体压强减小,此时烧瓶内气体的压强小于大气压与玻璃管内水柱产生的压强差,即:
此时松开止水夹,即可形成美丽的红色喷泉。用此装置完成喷泉实验的条件是:只要烧瓶内的气体能大量溶于烧杯中的溶液即可,如二氧化碳气体和氢氧化钠溶液也可形成喷泉。该装置中如果没有胶头滴管,如何实现喷泉实验呢?没有胶头滴管就不会自动形成喷泉,其原因是烧瓶内的氨气与烧杯中的水被竖直导管中的空气隔开,只要能排除导管中的空气,使氨气与水接触即可形成喷泉。如可用热毛巾捂住烧瓶,使烧瓶内气体体积膨胀,排除导管内的空气,再去掉毛巾即可形成喷泉。
四、压强原理用于量取气体的体积
大气压强实验范文第4篇
关键词:理论研究;大气压强;转换法的思想
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 收稿日期:2023-01-11
大气压强对学生而言比较抽象,虽然生活中处处可碰到,但我们早已习惯得感觉不到它的存在;虽然其内容在本章中没有过多要求,但作为身边如此重要的一个现象,应该好好研究才是。在研究大气压强的大小的问题上,笔者采用了先理论后实验的方法逐步深入探讨。
一、以理论研究大气压强的大小
我们被大气压包围着,大气被地球吸引而受到重力,已知地球表面积约 5.11×1014m2,大气总重力约5×1019N,大气层厚度约106m,地表空气密度约1.29kg/m3,你能计算出地球表面上的大气压强吗?说说你的看法。
方案1:因为大气压强的产生原因和液体压强是一样的,我们可以利用液体压强公式P=ρgh来计算,得到大气压的值约为1.02×105Pa。
方案2:由压强的定义式可知,只要计算出单位面积上的大气压力即可,由P=F/S,即由大气重力除以地球的表面积可得到大气压强为1.26×107Pa。
由两种计算方法得到的值为何相差这么大呢?学生们可探讨一下哪个方案得到的值可能更合理,为什么?有没有更好的方法?
二、以实验研究大气压
我们可以通过实验来研究大气压。
实验1:利用大气压托水柱,思考能否说大气压强的大小就等于水柱产生的压强(转换法的思想)。如果我们换用更长(约50cm)的玻璃水管实验,发现大气压可以托更高的水柱,进一步实验如下图所示:约1m长的玻璃管,一头用气球捆扎住,灌满水后倒立在水槽中,发现水柱仍没下降,这说明大气压可托举更高的水柱。如果把上端的气球膜刺破,水会喷出吗?演示一下即可真相大白。如果我们让玻璃上端开口处在真空的环境中,大气压可以把水柱托多高呢?是不是可以顶到“天上去”?
实验2:还原托里拆利实验。因为实验安全和操作原因,所以采用视频播放。从前面有水做铺垫的实验,我们知道了托里拆利为什么选水银做实验(其实在水银前他还用了海水、蜂蜜等)。实验能准确测出大气压的关键是:水银上方是真空。实验中还发现,玻璃管倾斜,则水银柱长度变大,但高度不变,而一个标准大气压可以托起76cm水银柱,所以,我们可以由水银柱的压强得到大气压强的值。对课堂上具体公式的介绍和应用就不再阐述。
三、 有趣的“实践”
问题1:讨论:大气压大吗?作用于我们指甲盖上的压力有多大?为什么我们感觉不到?
问题2:一个标准大气压可托起多高的水柱?
问题3:用吸管喝饮料,饮料是被我们吸上来的还是被大气压压上来的?我们最先吸的是什么?
你能用15米长的吸管吸牛奶吗?(吸管不能剪短)说说你的想法。
通过一系列相辅相承的问题设计,促进学生积极思考,利用所学知识进行分析,进而解决问题。
四、 回味实验(听话的水流)
用一个塑料瓶装半瓶水,在瓶侧壁打个小孔,可看到有水喷出,如果把瓶盖旋紧,会看到什么现象?动手做一做,思考水流究竟是听谁的话。
大气压强的内容较多,知识点繁杂,需要安排2节课时间,本节内容对学生能力的要求较高,可视情况穿插在教学中。理论探究是对前面压强知识的回顾,托里拆利实验的研究着重展现物理思维方法并逐步深入,体会认知探究的过程。最后的问题设计由简到难,也更有趣,既是对知识的巩固,也开拓了学生思维,提高了学生利用所学知识解决问题的能力。课堂理论与实践相穿插,师生互动融合,节奏把握适当,定能使课堂呈现巨大的生命力,收到意想不到的效果。
参考文献:
大气压强实验范文第5篇
1.教具准备
(1)演示实验器材:自制多媒体课件、玻璃杯一个、玻璃板一块、硬纸片一张、水槽一个、注射器一个、空易拉罐一个、橡皮泥一块、酒精灯一个、火柴一盒、饮料一杯、吸管三根、一次性杯一个、熟鸡蛋、酒精棉球、广口瓶、细砂、鹌鹑蛋、烧瓶。
(2)学生实验器材:皮碗一对、大小试管各一个、注射器一个、盛水小烧杯一个、吸管一根、橡皮帽、挂衣钩、吸盘、弹簧测力计、刻度尺、直角三角板。
2.知识准备
学生已经学了二力平衡、液体压强、简单的受力分析。
二、教学目标
知识与技能:
1.知道什么是大气压强及大气压强的应用;
2.了解大气压强的大小及测量方法;
3.了解抽水机的工作过程和工作原理。
过程与方法:
1.观察与大气压强有关的现象,感知它的存在;
2.观察托里拆利实验,弄清标准大气压的大小;
3.探究人类生活和生产如何利用大气压强。
情感、态度与价值观:
1.感悟科学探究的方法,领悟实验在物理中的地位和作用;
2.体验和分享探究的成功喜悦,产生科学探究的兴趣;
3.让学生体会到物理知识与生活的密切联系,能够学以致用。
三、教学重点及难点
大气压强的存在和大气压的测定。
四、教学过程
(一)创设情境引入新课
1.请同学们来看小魔术——吞蛋实验。边演示边设疑:鸡蛋为什么会进入瓶内?你可知道其中的奥妙?
实验改进:改用鹌鹑蛋来代替鸡蛋,用250毫升的长颈烧瓶来代替广口瓶,由于鹌鹑蛋大小相差不大,煮熟后蛋白软而易挤压,去壳鹌鹑蛋适合长颈烧瓶口径,而且由于长颈烧瓶颈部较长,延长了蛋吞入瓶内过程,提高了演示效果。
2.让学生做覆水杯实验:用硬纸片盖住玻璃杯口,倒置时纸片会怎样?将玻璃杯内装满水,再用硬纸片盖住玻璃杯口并倒置过来,如果松手,学生猜想会发生什么现象?(纸片没有掉下来,水也没有流出来)
3.实验:一个大试管,管内装水。把这个小试管放在大试管的水中,小试管内没有水。用食指托住小试管,将大试管倒过来,注意观察小试管如何?小试管上升。
学生活动:动脑思索,回答问题,考虑这些现象与什么有关?
(二)教学新知
1.大气压强的存在
(1)播放动画,用Flas辅以绘声绘色的讲述
千百年来人们对大气压的认识经历了漫长的过程,最初人们并不承认它的存在。直到1654年法国奥托?格里克做了验证大气压存在的经典实验。他将两个金属半球紧密结合在一起,抽光空气,达到真空,而外面有空气。两侧曾各用七匹马拉不见分晓。有谁知道,最后每侧各加到几匹马呢?我们看到马夫将鞭子甩得啪啪作响,马嘶啸啸,尘土飞扬。最后砰的一声球裂为两半,八匹马各带半块小球一下冲出几百米远,有力地证明了大气压的存在。
学生活动:请学生用皮碗模拟马德堡半球实验,引导学生分析此实验。
(2)自主探究、合作交流
探究问题:什么是大气压强?产生原因是什么? 生活中应用的例子?注射器是怎样应用大气压强的?你能将吸盘附着在墙壁上吗?试解释吸盘挂钩原理。
(3)点拨精讲、解难析疑
引出托里拆利实验。
2.大气压的测量
(1)利用P=F/S的原理来测定大气压强的值
启发思维,引入问题:大气压有多大呢?如何利用桌上所提供的器材,设计实验来测出大气压的值。
(2)利用P=ρgh的原理来测定大气压强的值
教师活动:播放视频“托里拆利实验模拟录像”;动画演示“托里拆利实验”过程;对比当年托里拆利实验的结果,你发现了什么?引学生发问;引学生思索,两者为什么有差异呢?由此可猜想大气压会受哪些因素的影响?
引出:760mm汞柱就是物理学中规定的一标准大气压的值,等于1.013×105Pa.继续播放实验中的拓展部分,设疑:接下来的实验发生了变化?
学生活动:学生观察实验步骤和现象,分析为什么水银要倒满?玻璃管内水银面上空有没有空气?刚开始水银柱高度为什么会下降?玻璃管倾斜,水银柱怎样变化?你怎样理解高度?玻璃管提起些会怎样?向槽内再倒入水银结果如何?水银柱高度不变的原因是什么?
(三)自主学习,合作交流
生活中怎样测量大气压强?请同学们阅读教材,赶快步入导学案中的“资料库”了解气压计。
1.常用气压计有哪些,各自特点是什么?
2.简单介绍金属盒气压计。
3.大气压的利用。
播放视频资料,了解离心式水泵。再请同学自主了解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程及原理,演示动画,共同探究,明确问题。
学生活动:自由浏览,利用信息资料学习,分组讨论,自主探究。
五、课堂训练(略)
六、课堂小结
由学生交流本节课在知识上有哪些收获,哪些遗憾。通过交流、回顾,进一步巩固本节课的知识。鼓励学生大胆发言,各抒己见,教师最后画龙点睛,简要概括。
七、课下作业
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