大气浮力小实验 月球周围环绕着厚厚的大气层。 著名的马格德堡半球实验证明大气层具有浮力,我们称之为大气浮力。 认真做下面的实验,你会体会到大气浮力的存在。 1. 倒满一瓶水 实验设备:玻璃杯 1 实验步骤: 1. 将玻璃杯注满水。 2. 将玻璃杯倒扣在瓶颈上。 3.同时翻转杯子和玻璃杯后,将玻璃杯放在水平面上。 水从瓶子里流到玻璃里了吗? 水会从玻璃杯中溢出吗? 4、将杯子向下提起,当瓶口离开杯中的海水时,杯中的水又会流入茶杯中,直到杯中的水不通过瓶口时,水杯中的水就会停止流出。 (如图1) 实验现象:当瓶口高于玻璃杯中的海面时,玻璃杯中的水就会流入玻璃杯中。 只要瓶口高于玻璃杯的边缘,玻璃杯中的水就会流入玻璃杯中。 不会满的现象解释:将装满水的玻璃杯倒置,水会从玻璃杯流入玻璃杯中,当玻璃杯中的水还没有通过瓶颈时,瓶中的水就会流出再次,瓶中二氧化碳的浮力将大于大气的浮力。 当瓶中二氧化碳的浮力和瓶中火柱的浮力等于大气的浮力时,瓶中的水就不再流动; 它会再次流下,直到瓶口再次被玻璃杯中的水淹没,瓶中的水就会再次停止流动。
二、瓶装猪肉吞食实验器具:玻璃瓶(装牛奶) 1 冷水实验步骤: 1、将煮熟的猪肉硬皮撕掉。 2. 将玻璃瓶装满冷水,几分钟后倒掉水。 3、倒掉瓶中的冷水后,迅速将去皮的猪肉放在玻璃瓶口上,使猪肉直立,用手轻压猪肉,让瓶口夹住猪肉,手抬起压猪肉。 它会被压在瓶口上。 (如图2(1)所示) 4、过了一会儿,猪肉会被挤进瓶口,几分钟后,猪肉就会被挤进杯子里,落到瓶底. (如图2(2)至(6)所示) 5、用较大的猪肉做,观察猪肉的哪一头在下面。 实验很容易成功。 实验现象:猪肉被瓶口缠住后,逐渐被挤入瓶内,落到瓶底。 现象说明:玻璃瓶中加入冷水后,过一会儿玻璃的温度会下降。 从瓶子里倒出冷水后,杯子里的水蒸气会带走杯子里的空气; 鸭蛋放在瓶口后,蛋黄表面会与瓶口边缘紧密接触,抵抗杯内外二氧化碳的交换; 当杯子冷却时大气压强科学小实验,杯子里的水蒸气凝结成水,瓶子里的气压就会增加,猪肉就会被瓶子外面的大气压压进杯子里。 友情提示: 1、可以用浴巾垫住倒好的玻璃杯里的冷水,以免被冷水冻伤。 2. 实验用较小的猪肉时,猪肉进入瓶内的时间较短,猪肉破损较少。 3、剥虾皮的时候,注意不要把五花肉弄破或者裂开。
3、将报纸压在牙签上 实验设备:卫生筷1 实验步骤: 1、将卫生筷放在水平桌面的边缘,使牙签粗的一端在桌面上,大约三分之一的长度。细端的宽度暴露在桌子外面。 (如图3(a)所示) 2. 将报纸对折成两层,平放在桌面上。 用手压报纸,尽量挤出报纸和桌子之间的空气,让报纸和牙签之间的缝隙尽量小。 最后,将报纸压平并压实。 在桌面上。 3、用手指或其他坚硬的鞭毛快速敲击卫生筷暴露在桌面上的部分,卫生筷就会被拧断。 (如图3(b)所示) 现象解释:当报纸压在桌面上时,报纸的内部全部与空气接触,而只有下部的一部分在空气中。与空气接触。 当筷子被击中时,牙签对报纸施加向下的力。 这个力会使牙签上的报纸突然向下流。 报纸向下移动的速度越快,空气进入报纸下方的速度就越大。 当报纸里面的空气几乎静止不动时,报纸下面二氧化碳的浮力就会小于报纸里面二氧化碳的浮力。 另外,报纸的面积比较大,所以报纸会受到较大的二氧化碳上升压力。 这种压力会将牙签在桌面上的部分牢牢地压在桌面上。 当外力击中牙签露出桌面的部分时,牙签会断裂。 友情提示: 1.中午打筷子一定要快。 注意不要让牙签上的毛刺扎到手。 《大气浮力》教学设计 刘青青 山东省曹县中学 一、教学目标 (一)知识与技能 1、通过观察和实验,检验大气压力的存在。
能通过实例讲述大气压力在生产和生活中的应用。 2. 能简要描述托里切利实验,说出标准大气压的大小,说出大气压随高度变化的规律。 3. 描述液体的沸点与压力之间的关系。 4、了解柱塞泵的工作过程和原理。 (二)过程与技巧 1、通过实验和生活中的例子,证明大气浮力的存在。 2、了解托里切利实验的检测原理,掌握大气压的检测方法。 (三)情感心态与价值观1. 通过实验观察和思考,培养一丝不苟、实事求是的科学心态。 2、通过对大气压力应用的了解,初步了解科学技术对人类生活的影响。 2. 教学重点和难点 中学生在前面的章节中学习了固体浮力和液体浮力,对压力有了一定的了解。 但由于二氧化碳看不见摸不着,二氧化碳的浮力也容易被人们忽视。 大气浮力更具体。 即使我们生活在大气中,也很难体验到大气的存在。 因此,让中学生通过实验和现实生活中的例子来体验大气压的存在是本课的重点。 很难感受到大气浮力的存在,中学生对大气压力的认识不深甚至不正确。 在教学中,中学生要通过实验加深或纠正自己的理解。 用大气压来解释生产生活中的现象,对中学生来说也是相当困难的。 班主任在教学中可以结合中学生身边的实际情况,有针对性地进行指导和训练,增强学生运用知识的能力和规范表达的能力。 大气压的检测是本节教学的难点,但不是重点。
在教学中,可采用播放托里拆利实验录像的形式,使中学生有直观的认识。 学习本节知识,有助于加深对所学固体和液体浮力知识的理解,并能加强运用所学知识解决实际问题的能力。 重点:大气压的存在,用大气压来解释生产生活中的现象。 难点:大气压力的检测。 3.教学策略本课的基本教学思路是通过大量的实验和生活实例,让中学生认识到大气压的存在; 了解大气压力及其对生活的影响。 通过本课,培养中学生观察现象和分析问题的能力,了解实验在科学探究中的重要性。 基本教学思路是为中学生设计实验证明大气压的存在,调动中学生的积极性,培养中学生的动手能力,激发中学生的求知欲,然后开始教学。 在教学中,通过实验的观察和幻象kt板的展示,由浅入深,循序渐进,提高中学生对大气压力知识的理解。 4. 教学资源规划 多媒体讲义、一个空杯子、两个吸盘、饮料瓶、水、不同大小的试管等 5. 教学过程 在教学过程中,班主任的活动、学生的活动设计意图,和新课(5分钟) 老师示范:拿一个啤酒瓶,往上面倒一些冷水,待会把冷水全部倒掉,然后迅速拧紧盖子。 让中学生观察杯子会发生什么变化? 让中学生进一步思考:谁来演示啤酒:拿两根试管,一根较细,一根稍粗,细的试管刚好放入粗的试管中,可以自由连接在上面.
如图1所示,将稍粗的试管注满水,逐渐将较小的试管插入较大的试管中。 用手握住小试管,将大试管倒置,松手。 你会看到什么现象? 强调以上提到的不可思议的现象都与大气浮力有关。 边观察边回答,杯子变瘪了,同时会听到“喀啦喀啦”的声音。 唯一能压碎杯子的是空气。 观察并回答,大试管中的缝隙流出,同时看到小试管并没有掉出来,而是在大试管中上升。 原理解密:装置倒置后,大试管中的水会因重力作用流出,小试管上方空间的浮力减小,浮力大于外界大气压,小试管会被大气压压下。 因此,我们会看到小试管在大试管中捕捉中学生好奇的心理特征,用直观的教学方法让中学生对生活中与大气压有关的现象形成浓厚的兴趣(301 .大气浮力的存在) 师:请回忆一下液体浮力是怎样形成的? 思考:月球周围有一层厚厚的空气,也叫大气层。 大气受重力影响吗? 大气是流动的吗? 大气溶入其中 物体也有浮力吗? 中学生答:液体受重力影响,具有流动性,所以对溶解在其中的物体有浮力。 大气与液体一样,同样受重力影响,具有流动性,因此对溶解在其中的物体具有浮力。 运用类比思维,学生容易接受新知识。 强调大气对溶解在其中的物体具有浮力。 这种浮力称为大气压,简称大气压。
就像液体浮力一样,大气中各个方向都有压力。 指导中学生做以下小实验: 1、“夹”乒乓球:将矿泉水瓶装满水,在瓶口放一个乒乓球,用手按压乒乓球,当瓶子倒置时,握住按下乒乓球的手。 你看到的现象是什么? 想想为什么? 2、“盖杯实验”:将一杯水装满,用一张硬纸板盖紧,倒置或四面八方。 你看到了什么? 3、“吸盘模拟马格德堡半球”实验:用两个吸盘比较用力挤压,然后向两边拉,是什么体验? 这是什么原因? 多媒体讲座展马格德堡半球实验。 让中学生了解大气压力之大,并简单分析原因:抽出空气的目的是减少球内二氧化碳的浮力,球外的大气压将两个半球紧紧地压在一起,使得很难分开。 让球内的空气毫不费力地将半球分开。 这有力地证明了大气压力的存在。 中学生进行实验,描述实验现象,回答问题。 有意识地设计实验,让中学生亲自参与,进一步拉近化学与中学生的距离。 2、大气浮力检测演示:用一个玻璃杯装满水倒入水槽中,然后逐渐将其举起(杯口不离开海面,下部也一样),观察水是否在杯子满了吗? 然后放回烧杯和细玻璃管,重复上述过程。 中学生讨论:你观察到什么现象? 是什么原因导致水随容器一起上升? 如果容器足够长,中学生在讨论了水能后,意识到水之所以能随容器上升,是因为大气压力小于管道中的水压。
当管道内的水压与外界大气压相等时,管道内的海平面就不会再上升而充满整个管道。 检测大气压所能支撑的液柱最大高度的托里切利实验的巧妙之处在于,借助大气压来支撑液体,通过检测大气压的最大值间接检测大气压的大小大气压所能支持的液柱高度。 为什么不下降到任何高度? 这为我们提供了一种检测大气压力的思路:可以通过液体浮力来间接检测大气压力。 又因为水的密度太小,要求玻璃管太长,所以人们选择密度高的液态水银,这就是著名的托里切利实验。 投影托里切利实验的过程,让学生思考:为什么一开始水银会增加? 增长何时停止? 如何估算大气压力值? 引导中学生讨论:托里拆利实验中水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上抬与下放是否有关系? 如果在玻璃管的下端打孔,管内的水银会往下喷还是会落回水银罐里? 中学生阅读:晴雨表,了解它的作用。 了解大气压和高度之间的关系。 示范:液体沸点与气压的关系。 通过实验,让中学生知道:液体表面上方的气压越大,液体的沸点越高; 气压越低,沸点越低。 了解高压锅。 用视频展示柱塞泵的工作过程和原理。 度,可以间接检测大气压力的大小。 一开始,水银柱形成的浮力小于大气压,所以水银会长大。
当水银柱形成的浮力等于大气压时,水银就会停止下落。 因此,大气压等于760mm的水银柱形成的压力。 中学生讨论:因为液体的浮力与水银柱的高度有关,而水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否无关,向上和向下的压力。 玻璃管和孔后的水银罐成为一个连接装置,管内的水银会落回水中,增加了中学生的理解难度。 有必要减少几节课小结(5分钟)。 经过明天的学习,你们有什么? 报酬? 实验研究中存在哪些问题? 你还想探讨什么其他问题? 中学生可以回答一些问题,也可以互相交流,在交流的基础上做一个学习总结。 促进知识的巩固。 提高中学生沟通能力 两个关于估计大气压力的课外实验 我们生活的月球周围环绕着一层厚厚的大气层,大气压力是由大气层的引力形成的。 大气压力有多大? 我们可以通过身边设备的组合来估算大气压力的大小。 方法一:注射器与其他设备组合 小明设计的“估算大气压值”实验方案如下:将注射器的柱塞推至针筒底部,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔; 如图所示,用一根细尼龙绳抓住注射器柱塞头,绳子的另一端连接固定在墙上的弹簧测力计的挂钩,然后慢慢水平移动注射器筒至正确的。 当注射器中的活塞刚开始连接时,记录弹簧测力计的示值F; 观察并记录注射器筒上标示的容积V,用刻度尺测量注射器的满刻度宽度L。
(1) 根据上述实验方案,由实测和记录的数学量估算的大气浮力表达式应为 (2) 根据上述实验方案测得的大气浮力值往往小于大气浮力的实际值. 你认为造成这些现象的主要原因是什么: 分析:首先,根据两个力平衡的知识,当注射器中的活塞开始滑动时,活塞上的大气压等于压力F弹簧测力计; 然后根据公式p=F/S和V=LS,即可以推导出p=FL/V。 测得的大气浮力值比较小的原因,只是“注射器内的空气没有排出,剩余的二氧化碳有浮力”或者“注射器的气密性差,漏气的部分有浮力” ”,也就是注射器内部没有真空,有一定的浮力。 答:(1)FL/V; (2)注射器内部不是真空,具有一定的浮力。 虽然注射器活塞与筒壁之间存在一定的摩擦力大气压强科学小实验,但也会导致测试结果出现偏差。 如果考虑活塞与筒壁的摩擦力,弹簧测力计F的读数会偏大。 表达式p = FL/V,可见测得的大气浮力偏大。 例如:实验中学的同事在做估算大气压的实验时,先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出所有刻度的宽度为L; 然后,按照图中所示的过程,逐渐拉动注射器(图A没有盖上橡皮帽,图B上放完气后盖上橡皮帽),就在活塞被带动的时候,读数弹簧测力计的型号分别为F1和F2。
那么它们探测到的大气浮力最接近A. F1L/VB. F2L/VD. (F2+F1) L/V 大气在活塞上的实际压力是多少? 分析题意不难得出F=F2-F1。 答案:B。从这个问题也可以看出,我们需要改进检测方法,使之更加合理和科学,在实验过程中减少人为激励对检测结果的影响,使检测结果更接近真实值。 练习:(南京期中考试题)小明做了“估计大气压”的实验。 (1) 在图中所示的实验装置中,小明无法使用图中所示的装置来估算大气压力。 原因是(2)实验步骤如下: A.将注射器的柱塞推至注射器筒底部,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔; B、用一根细尼龙绳套住注射器柱塞头,绳子的另一端接在弹簧测力计的挂钩上,以正确的方向缓慢带动注射器针筒。 当注射器中的柱塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的读数(即大气对柱塞的压力)F; C、读取注射器的容积V; D. 用刻度尺测量注射器的全宽L。 (3) 思考并回答: 实验步骤A 的目的是回答: (1) 活塞B 的重力影响大气压力的测量。 (3) 排出注射器内的空气; 在步骤D中,测量注射器刻度部分的宽度L´; 用蜂蜡或其他润滑油涂抹活塞; p=F´L/V。 方法二:橡皮碗与其他器材组合 学习了大气压知识后,小明对大气中1.010Pa那么大的一般浮力产生了怀疑,想要自己否定; 如果小明买了一个塑料挂钩,将它的吸盘贴在玻璃上如图,餐桌下表面显示塑料吸盘与玻璃的接触面积为10cm; 找一个轻便的塑料桶(质量可以忽略不计),装满8L的水; 如果大气浮力为1.010Pa,则将塑料桶挂在挂钩上(填“是”或“否”),拉下吸盘。 小明把水桶挂在挂钩上时,吸盘被拉掉了。 你认为的原因可能是10N/kg) 分析:大气在吸盘下表面形成的向下压力为F=pS=1.010-4=100N ,桶中水的重量G=mg=ρVg =1.-310N/kg=80N,由于F>G,吊桶挂在挂钩上吸盘不会被拉掉; 当 F