檢測大氣浮力大小的教學設計
將兩個半球拉開時,有很大的聲響,讓中學生認識到大氣浮力除了是存在的,并且還很大。因而中學生會提出一個問題并很想曉得答案:大氣浮力有多大?
二、測量大氣浮力大小
1.估測大氣浮力的值
根據P=F/S與大氣壓強有關的現象,測出馬德堡半球的面積S與大氣壓強有關的現象,測出拉開半球時大氣對半球的壓力F,(中學生或師生共同完成)
剖析:由于不可能將半球里的空氣全部抽出,所以測出的大氣壓力F偏差很大,不能精確測出大氣浮力的值
2.精確檢測大氣浮力的值
(一)理論剖析
(1)備考提問:連通器的原理
(2)將一個玻璃管的一端裝入水槽中的水里,如圖
由于玻璃管與水槽組成連通器,所以,管內外海面相平
(3)問題:管內外海面遭到浮力嗎?一樣大嗎?
都是大氣浮力(中學生思索回答)
如圖
(4)將玻璃管下端擋住,將管內空氣抽出:
問題一:管內海面遭到的浮力還等于大氣浮力嗎?若不等于了,是變大還是變小了?
問題二:管內海面與管外海面還相平嗎?
不能,管內海面上升。如圖
問題三:是哪些力支持管內火柱?
剖析得出:是大氣浮力支持管內的火柱
(二)實驗驗證:是大氣浮力支持管內的火柱
如圖
將裝置置于玻璃罩內,抽出玻璃罩內的空氣同時看見,管內火柱增長,播放實驗視頻
(三)繼續剖析
用厚度不同的試管進行實驗,如圖
按照實驗現象,能提出一個哪些問題
(1)大氣浮力能支持多高火柱?
(2)播放視頻:大氣浮力能支持10.3米高的火柱
即大氣浮力跟10.3米高的火柱形成的浮力大小相等
(3)問題:能夠想辦法讓大氣壓支持液柱的高度降低?
講解:按照P=ρgh,P大氣=P液一定,ρ液變大,h液變小
由于ρ水銀=13.6×103㎏/m3
=13.6ρ水
所以h水銀=h水/13.6=10.3m/13.6=0.76m
(4)播放托里拆利實驗視頻