實(shí)驗(yàn)一取一玻璃杯用硬紙片把杯口蓋嚴(yán),手按住紙片把瓶子倒置,放開手后,硬紙立刻下落。若在杯內(nèi)盛滿水后再用硬紙片把杯口蓋嚴(yán),手按住紙片將瓶子倒置,放開后,紙片不下落,水也不流出,這表明大氣有浮力。正是因?yàn)榇髿飧×Φ淖饔?紙片不實(shí)驗(yàn)二取一注射器,把針頭倒夾在鐵架臺(tái)的鐵夾中,先將活塞推到針頭頂端空氣后用橡皮套將管口套牢,再在活塞頸上拴上細(xì)繩出來。實(shí)驗(yàn)三將兩個(gè)帶有軟塑膠托的壓力衣鉤的軟塑膠托相對(duì),使勁擠壓,排出其間部份空氣,雖然在衣鉤下掛一較重的物體,也不易將兩個(gè)衣鉤分開。實(shí)驗(yàn)四將木凳面弄臟,把像皮吸盤直立在光滑的凳面上,松開木柄往下壓,這時(shí)盤內(nèi)二氧化碳被擠壓下來,再提起木柄,桌子亦被提起,可證明大氣浮力的存在。實(shí)驗(yàn)五將鉛筆插入墨水中,按下軟管外的彈簧片,將軟管中的空氣排出一部分開彈簧片后墨水就被“吸”進(jìn)了軟管中。剖析可知,管內(nèi)二氧化碳被排出部份后,管內(nèi)二氧化碳強(qiáng)大于管外大氣浮力,在墨水液面大氣浮力作用下,將墨水壓進(jìn)了軟管內(nèi),證明了大浮力的存在。實(shí)驗(yàn)六將粗試管裝滿水后,再將稍細(xì)的空試管插入粗試管中至一半深度處試管迅速倒置過來,放開細(xì)試管后,則會(huì)看見細(xì)試管在粗試管內(nèi)緩緩上升,這表明大有浮力實(shí)驗(yàn)七廣口瓶?jī)?nèi)裝少量細(xì)沙,將一塊浸有酒精的紙燃起后投入瓶中,之后迅速剪除殼的熟鴨蛋緊蓋在瓶口上。
待紙熄滅后,向瓶外澆熱水,瓶中二氧化碳浮力降低部大氣浮力,在大氣壓作用下豬肉被壓入了瓶中。實(shí)驗(yàn)八在橡皮塞中插入兩支細(xì)短玻璃管,一根玻璃管口套上一個(gè)吝嗇球,并用扎牢,另一根接厚橡膠管后與抽氣筒相連。用橡皮塞旋緊廣口瓶瓶口,用抽氣筒抽出瓶中的部份空氣,此時(shí)套在另一玻璃管口的吝嗇球就膨脹上去。這是因?yàn)槌樽咂績(jī)?nèi)部小試管爬升實(shí)驗(yàn)(見圖3)分二氧化碳后,瓶?jī)?nèi)浮力減少并大于瓶外大氣浮力,因此大氣浮力將瓶外部份二氧化碳?jí)哼M(jìn)了“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)把燒杯溶入冷水中,如圖1所示。瓶?jī)?nèi)空氣受熱膨脹跑出一部份后,再放上蛋,之后便可清楚地見到燒杯“吞食蛋”的“慢動(dòng)作”,直到蛋落入燒杯中。因困局較長(zhǎng),“吞蛋”效果相當(dāng)明:課堂內(nèi)容完成后,將燒杯倒置并固定,用冷水淋燒杯,中學(xué)生又可見到蛋被燒杯漸漸吐出。此雖本節(jié)內(nèi)容,卻能給中學(xué)生留下更多的思考,迸發(fā)了中學(xué)生的求知欲,同時(shí)可一蛋多用,確保上次演示的成功。)吹氣球和吸氣球(見圖2)實(shí)驗(yàn)器材側(cè)面開口的椎形瓶、氣球、橡皮塞、細(xì)玻璃管、橡皮筋、兩用打氣筒實(shí)驗(yàn)過程將汽球用橡皮筋固定在細(xì)玻璃管一端,玻璃管穿過橡皮塞,裝在椎形瓶口處,用打氣筒向汽球內(nèi)打氣,汽球鼓上去;再用抽氣筒從側(cè)面開口處向外抽氣,汽球也會(huì)鼓足實(shí)驗(yàn)剖析:從側(cè)面開口處向外抽氣時(shí),瓶?jī)?nèi)大氣壓降低,外邊大氣壓沿玻璃管將空氣壓入,因而將汽球吹得鼓上去。
因而也驗(yàn)證了大氣浮力的存在。引起思索:借助該實(shí)驗(yàn)裝置能夠進(jìn)行什么實(shí)驗(yàn)?引導(dǎo)中學(xué)生思索,中學(xué)生思維受示:假如先將汽球吹鼓v不須要太大〉,擋住細(xì)管口,可采用哪些方式讓汽球變癟?實(shí)驗(yàn)器材大試管、小試管、水實(shí)驗(yàn)過程如圖3所示,小試管的半徑略大于大試管的管徑,能在大試管內(nèi)聯(lián)通。若在大試管內(nèi)裝滿水,之后套入小試管,手拿大試管并倒立放置。可以看見水從兩個(gè)試管之間的間隙流出,同時(shí)小試管日漸上升。實(shí)驗(yàn)剖析:小試管上部是空的,與大氣接觸,遭到大氣的浮力、壓力。小試管上觸,遭到水的浮力、壓力。大試管內(nèi)水的高度不大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10大氣壓相當(dāng)于10米高火柱形成的浮力,所以小試管遭到大氣向下的壓力小于試管上方水形成的向上壓力。小試管遭到的合力方向向下。小試管在向下合力的作用下,向下運(yùn)動(dòng),而且把大試管中的水從兩試管的間隙中擠出。水從大試管中流出大氣壓強(qiáng)的測(cè)量實(shí)驗(yàn),小試管上升彌補(bǔ)里水流出后形成的縫隙。要求小試管的半徑略大于大試管的管徑,是為了讓水從兩個(gè)試管的間隙中漸漸地流出,不讓空氣步入大試管。這樣可以使大試管內(nèi)的浮力仍然大于大氣壓,小試管日漸上升。此實(shí)驗(yàn)可證明大氣壓的存在。水漫“金山”滅燭火實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材水(熱和冷)、水槽、蠟燭、火柴、燒杯實(shí)驗(yàn)過程如圖6所示,將燃起的蠟燭固定在水槽頂部,放入一些水,之后向燒瓶頂部澆一些冷水,使杯內(nèi)空氣受熱膨脹跑出一部份,倒罩在蠟燭上,使杯口溶入水底。
可見到海面漸漸上升,沒過蠟燭,將其熄滅。實(shí)驗(yàn)剖析杯內(nèi)空氣排出后,氣壓降低,大氣壓將水壓入杯內(nèi),湖面下降,沒過蠟燭,將其熄滅。證明大氣壓存在。其實(shí),生活中有許多現(xiàn)象是因?yàn)榇髿飧×Φ淖饔枚纬傻摹_@種現(xiàn)象也證小,在大氣壓的作用下,塑膠可樂瓶漸漸地變癟。明了大氣浮力的存在。比如,當(dāng)我們用吸管快速吸出啤酒時(shí),會(huì)聽到啤酒盒將變型(如圖4),實(shí)際上啤酒盒是被外邊的大氣浮力壓癟的。類似的事例好多,可以讓中學(xué)生列出,班主任給予指導(dǎo),充分調(diào)動(dòng)中學(xué)生的參與意識(shí)。如上這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下來后,讓中學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),并由中學(xué)生剖析實(shí)驗(yàn)。這節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課療效挺好,它同時(shí)也探究出大氣壓的方向是向各個(gè)方向的。簡(jiǎn)介:用塑膠可樂瓶制做了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置,借助它可以做好多有關(guān)二氧化碳浮力的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)橡皮管2用夾子夾上后,讓水從玻璃管1中流出,因?yàn)槠績(jī)?nèi)的浮力變噴泉實(shí)驗(yàn):在如圖所示裝置中,在一塊大玻璃板上鉆一小孔,后插入一小玻璃管(玻璃管與硬紙板之間用一小段軟管密圭寸),把大硬紙板置于有白色水的水槽上(硬紙板與水槽間留有縫隙),燃起兩支蘸有酒精的棉花球,用一大燒瓶(筒口涂蜂蠟)遮住,當(dāng)蠟燭熄滅時(shí),量筒內(nèi)二氧化碳冷卻,浮力減少,外界大氣壓把綠色水從水槽中向下壓入量筒內(nèi),噴射而出,產(chǎn)生美麗的噴泉。
開放試驗(yàn)讓中學(xué)生自主檢測(cè)大氣浮力是多少!、創(chuàng)設(shè)情景、提出問題:演出馬武宣半球?qū)嶒?yàn),班主任掏出兩個(gè)橡膠半球,請(qǐng)班級(jí)中力氣最大的兩名同事來演出,同時(shí)做好保護(hù),在中學(xué)生的一片笑聲中,半球就是拉不開。班主任語(yǔ)言過渡:"馬武宣半球?qū)嶒?yàn)不但形象地說明了大氣壓的存在,還有力地說明了大氣壓的巨大,這么,朋友們,大家想曉得大氣壓究竟有多大嗎?“想!”,自然引入大氣浮力值的檢測(cè),直指探究課題。提供器材、搭建平臺(tái)、使自主建構(gòu)成為可能:實(shí)驗(yàn)室提供“50ml,10ml,3ml三種不同尺寸的注射器;2.5N、5N、10N三種阻值的彈簧測(cè)力各24只;刻度尺24只;玻璃板2424盒;細(xì)沙、部分小吸盤”,中學(xué)生自備“3ml注射器(2人一個(gè))、小桶(自己用啤酒瓶和滌綸繩制做的、人一組。這樣為中學(xué)生提供充足的學(xué)習(xí)、探究資料,使中學(xué)生充分地借助所提供的器材自主地嘗試、自主地設(shè)計(jì)、在不斷的嘗試中試著建構(gòu)。開放過程、不限方式、自主設(shè)計(jì)、培養(yǎng)中學(xué)生的自主能力:在課堂教學(xué)中鼓勵(lì)中學(xué)生借助提供的器材大膽地嘗試、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自主探究;不斷地鼓勵(lì)中學(xué)生通過觀察、比較、歸納、類比等手段對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),在各個(gè)小組中既有分工、又有合作,產(chǎn)生了良好的課堂氣氛,中學(xué)生的思維始終十分的活躍、積極地思索,于是就有了下邊的六種實(shí)驗(yàn)方式:方式一:、將注射器的活塞推至注射器的底端,排盡筒內(nèi)的空氣大氣壓強(qiáng)的測(cè)量實(shí)驗(yàn),之后用一橡皮帽擋住注射器的小孔;、如圖1那樣固定實(shí)驗(yàn)裝置,之后水平漸漸往右?guī)?dòng)注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞正好聯(lián)通時(shí),記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)即大氣對(duì)活塞的壓力、將檢測(cè)的數(shù)值記錄在實(shí)驗(yàn)表格中;、利用公式七估算大氣浮力的值。
(附實(shí)驗(yàn)表格)大氣對(duì)活塞的壓V/ml注射器全部刻度的寬度L/cm活塞的橫截面大氣壓的值P/Pa方式二:如圖2,將注射器的活塞推至注射器的底端,排盡筒內(nèi)的空氣,之后用一橡皮帽擋住注射器的小孔,將注射器豎直在下邊不斷地加鉤碼直到活塞開始滑動(dòng),用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼的重力G,用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的寬度L,即可算出大氣浮力值;方式三:如圖3,將蘸水的吸盤按在平滑的玻璃板上,擠出上面的空氣,按住玻璃板,用彈簧測(cè)力計(jì)鉤著吸盤上的掛鉤,平緩?fù)侠涗浳P剛才脫離玻璃板時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F,再檢測(cè)出吸盤與玻璃板的接觸面積S,即可算出大氣壓的值;方式四:如圖4:將蘸水的塑膠掛鉤吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上,擠出塑膠吸盤內(nèi)的空氣,測(cè)出吸盤的半徑為d;將裝有適量細(xì)砂的大桶輕輕地掛在吸盤的塑膠掛鉤上;用小勺輕輕地向大桶內(nèi)哈馬斯,直至塑膠吸盤正好脫離玻璃板,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出這時(shí)大桶和沙的重力G,即可算出大氣壓的值;方式五:如圖5,將蘸水的塑膠掛鉤吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上,擠出塑膠吸盤內(nèi)的空氣,測(cè)出吸盤的半徑為d;將鉤碼掛在吸盤的塑膠掛鉤上不斷地加鉤碼,直至塑膠吸盤正好脫離玻璃板,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼的重力G即可算出大氣壓的值;方式六:如圖6:將蘸水的塑膠掛鉤吸盤按壓在光滑水平的桌面下方,擠出塑膠吸盤內(nèi)的空氣,測(cè)出吸盤的半徑為d;將裝有適量細(xì)砂的大桶輕輕地掛在吸盤的塑膠掛鉤上;用小勺輕輕地向大桶內(nèi)哈馬斯,直至塑膠吸盤正好脫離玻璃板,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出這時(shí)大桶和沙的重力G即可算出大氣班主任播種的是行為,中學(xué)生收獲的是習(xí)慣,在教學(xué)中,中學(xué)生仍然處于思索之中,這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒆灾髂芰Γ肿屩袑W(xué)生充分享受了設(shè)計(jì)成功的喜悅、在探求創(chuàng)新中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。
四、交流評(píng)估,培養(yǎng)中學(xué)生的反省能力和敘述能力:在中學(xué)生實(shí)驗(yàn)過后,班主任介紹“托里拆利實(shí)驗(yàn)”交代“人們一般把76分米高的水銀柱形成的浮力叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,約等于1.0Pa”,之后引導(dǎo)中學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行反省、評(píng)估,幾分鐘以后讓中學(xué)生走上講臺(tái)進(jìn)行敘述、談自己在實(shí)驗(yàn)中遇見的問題以及自己的解決辦法,實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)偏差等。于是就有了中學(xué)生下邊的敘述“在第一種方式中不斷地嘗試更換注射器的尺寸、彈簧測(cè)力的阻值,最終選擇3ml的注射器和10N的彈簧測(cè)力完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中要注意排盡注射器(吸盤)中的空氣,能超過測(cè)力計(jì)的阻值,可以先在注射器中吸入一部分水進(jìn)行潤(rùn)滑減少磨擦,同時(shí)能夠提升密閉性,驗(yàn)中注意彈簧拉力方向與活塞的軸線方向在一條直線上;在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的阻值不能滿足時(shí),以通過平添鉤碼的形式解決,用大桶和細(xì)沙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比使用鉤碼要好,更確切等等;實(shí)驗(yàn)中注射器內(nèi)空氣是否排盡、活塞與筒壁之間的磨擦、吸盤內(nèi)的空氣是否排盡、吸盤半徑檢測(cè)(必須將吸盤完全鋪平)等就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的偏差等。”這樣不但可以降低中學(xué)生知識(shí)與情感的溝通與交流,還可以展示中學(xué)生成功喜悅感與樹立學(xué)生學(xué)習(xí)自信心,更能培養(yǎng)了中學(xué)生反省和評(píng)估能力,現(xiàn)象剖析能力,充分發(fā)揮了中學(xué)生的主觀能里面就是在“估測(cè)大氣浮力實(shí)驗(yàn)”中對(duì)中學(xué)生能力培養(yǎng)的過程,在課堂教學(xué)中,只要我們充分地調(diào)動(dòng)中學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)潛能,就可以讓中學(xué)生嘗試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作中,實(shí)現(xiàn)“動(dòng)手能力,剖析、解決問題能力”不斷的發(fā)展和提高,提升中學(xué)生創(chuàng)新能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力,使中學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)。這樣,學(xué)習(xí)化學(xué)的興致得到激勵(lì),自主探究的思想得到陶冶,