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[!--downpath--]高中數(shù)學(xué)Vo1.33No. 實(shí)驗(yàn)研究（華西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與電子信息大學(xué)，重慶永川小學(xué)數(shù)學(xué)課本中常見的檢測(cè)大氣浮力的方法。大氣壓力存在于我們身邊，與我們息息相關(guān)。長(zhǎng)期以來一直使用水銀，大約是76em的水銀柱。這個(gè)實(shí)驗(yàn)極其經(jīng)典新民教版八年級(jí)教材第1卷第9章第3節(jié)提到，這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，但也有一個(gè)問題。水銀是一種劇毒的液態(tài)金，常溫下可蒸發(fā)成水銀蒸氣。康帶來一定的影響。另外，小學(xué)數(shù)學(xué)課本上有兩種常用的大氣浮力法。 1.1 用塑料吸盤檢測(cè)大氣壓力值. 塑料吸盤用量測(cè)塑料吸盤的受力，輕輕向上拉，直到吸盤讀數(shù)關(guān)閉，即空氣與吸盤與桌面的接觸面積，和大氣壓力的大小是可以計(jì)算出來的。 但是這種方法存在以下問題。 吸盤剛剛脫落，無論是教師還是中學(xué)生，都很難準(zhǔn)確檢測(cè)出來。 如果用這些方法來指導(dǎo)中學(xué)生在大氣壓偏差較大的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。 1.2 使用mL規(guī)格的一次性注射器，將注射器的柱塞推至針筒頂部上方的空氣中，然后將針筒的針眼固定在鐵架上，然后將針筒的小孔堵住。帶橡膠帽或手掌的注射器。 另外大氣壓強(qiáng)傳感器報(bào)價(jià)，用繩子系上塑料袋掛在注射器的活塞上，直到注入盒子和石頭的總質(zhì)量mg，即可估算盒子和石頭的重力。 該重力是大氣活塞的壓力。 可以使用乘積公式計(jì)算根注射器體積的寬度。可以計(jì)算注射器活塞的面積 V/L。 因此大氣壓的值應(yīng)該是p值大的摩擦力。 這種檢測(cè)方法導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大偏差。 為了使測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，我們對(duì)上述第二種檢測(cè)方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的檢測(cè)儀器可以使大氣壓的檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。 改進(jìn)方案 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置 mL注射電機(jī)、秤的改進(jìn) 1. PASCO力傳感器支架； 3、注射器； 4、減速電機(jī) 5、控制開關(guān)； 6. 力傳感器接收器 2.2 大氣壓力檢測(cè)實(shí)驗(yàn)步驟 將注射器的活塞推到頂部，用頂部的氣塞塞住注射器的出口； 懸掛在傳感器下方的注射器活塞與減速電機(jī)相連，減速電機(jī)帶動(dòng)注射器活塞向下運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闇p速電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度很慢，這個(gè)過程可以看作是一個(gè)高速直線運(yùn)動(dòng)。 PASCO力傳感器的大小等于大氣中活塞與注射器內(nèi)壁之間的排斥力和摩擦力之和； 為此，需要大氣壓的排斥力，還要測(cè)量摩擦力。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)后大氣壓強(qiáng)傳感器報(bào)價(jià)，可測(cè)出注射器內(nèi)壁與活塞的摩擦力，大氣壓對(duì)活塞的排斥力為數(shù)值； 之后，用游標(biāo)卡尺多次測(cè)量活塞的外徑，取平均值估算，即可得到注射器活塞的橫截面積S。因此，通過測(cè)得的摩擦力大氣14"PASCO力傳感器為1.15N；總拉力值平均為13。 力傳感器測(cè)得的總拉力值 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)中，通過選擇實(shí)驗(yàn)得到力的大小數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一條比較平滑的曲線并計(jì)算其平均值；活塞的橫截面積乘以注射器的容積 厚度得到。表摩擦力，總張力Fl打開大氣壓等實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù) 13.1912..33No. 02 小學(xué)數(shù)學(xué)可以估計(jì)p: - etc. = 0 百分比誤差 Po!oo% 1.0132 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的特點(diǎn) 使用帶有PASCO力傳感器的注射器測(cè)量大氣的優(yōu)越性浮力主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 實(shí)驗(yàn)中，通過PASCO，筆記本軟件每0.05秒記錄一次數(shù)據(jù)（頻率可調(diào)，力隨時(shí)間變化的情況能以表格和圖像的形式清晰顯示，測(cè)試結(jié)果直觀、方便。借助數(shù)據(jù)，選擇平均值函數(shù)后PASCO軟件的平均值只能顯示為0.2N，這本身就不夠準(zhǔn)確；不確定。實(shí)驗(yàn)使用了減速電機(jī)，可以確保以勻速平穩(wěn)拉動(dòng)活塞，這個(gè)過程可視為勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果用手拉動(dòng)活塞，由于手無法控制力的大小，無法保證這個(gè)過程。活塞式恒速，這種情況下，如果運(yùn)動(dòng)過程中有加速度，得到的拉力不等于大氣壓力和摩擦力，因此，通過實(shí)驗(yàn)值與真實(shí)值對(duì)比，可以看出測(cè)得的大氣壓力。 借助注射器和PASCO力傳感大氣浮力實(shí)驗(yàn)偏差小，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。 如果用作大氣浮力的實(shí)驗(yàn)測(cè)試； 如果作為課堂教學(xué)，可以讓中學(xué)生清楚地知道檢測(cè)大氣壓力。 因此，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技能在小學(xué)階段是非常值得的。 數(shù)學(xué)教學(xué)推廣。 自制（上海一中江西南昌實(shí)驗(yàn)改進(jìn)思路1.1人教版高等數(shù)學(xué)八年級(jí)第11章三、課本描述只是一張打樁機(jī)工作的圖片，先把錘子高舉高，落下重量，可以把樁推入地能的概念，然后就很清楚了，物體的質(zhì)量越大，位置越高，它的重力勢(shì)能就越大，從而確定被舉起的重物的重力勢(shì)能，傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)可以定性地證明物體的力和勢(shì)能與物體的質(zhì)量正相關(guān)，與物體的高度正相關(guān)。缺點(diǎn)是當(dāng)用重物撞擊時(shí)沙池，沙坑程度不明顯，用重錘砸木棒難以保證療效，鐵棒容量大。 由于實(shí)驗(yàn)療效難以保證，有的老師只是簡(jiǎn)單地播放重力勢(shì)能、質(zhì)量、高度的視頻，中學(xué)生很難理解。 你看，凡是能做實(shí)際化學(xué)實(shí)驗(yàn)的，都應(yīng)該努力去做實(shí)驗(yàn)。 1.2、在教學(xué)中，作者吸取了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足。 借助排污管（用刀挖一半，方便中學(xué)生觀察）和木板在里面鉆三組圓孔，注意孔的大小，筆不會(huì)歪，從而保證顯著的療效。 另外，借助水管的長(zhǎng)度測(cè)試，證明了重力勢(shì)能是在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，對(duì)重力勢(shì)能的表達(dá)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解。 使中學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)到重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量成反比，與物體的高度成正比。 因此，它突破了傳統(tǒng)教學(xué)只能通過定性實(shí)驗(yàn)來論證物體引力勢(shì)能大小的方法。 高度是正相關(guān)的，但無法從定量的角度論證重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和高度成反比的教學(xué)難點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，示范效果顯著。 說服力可以調(diào)動(dòng)中學(xué)生的興趣和積極性。 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法及實(shí)驗(yàn)步驟 2.1 實(shí)驗(yàn)制作材料：水箱、鉛筆、截取廢水的鐵塊正好蓋住水箱，在木板上鉆三組圓孔，第一組小孔的大小剛好夠插入一支A筆，第二支插入水管并固定好，如圖30cm、30cm、30Cnl、60cm。 90cm）用小刀挖出一半，方便中學(xué)生觀察502膠帶，將三個(gè)鉤子中的兩個(gè)粘在一起。 2.2先用細(xì)沙填滿水槽，然后將新筆插入三個(gè)孔中，如圖
