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巧用弹簧测力计测大气压

查字典物理网 2020-11-18




一、创新实验名称

巧用弹簧测力计测大气压

二、创新实验目的

通过实验的拓展激发创新的动机和创新的意识,学会科学的研究方法,感悟创新后成功的喜悦,培养创新能力。

三、实验仪器及用品

弹簧测力计,吸盘,玻璃板,杠杆,塑料袋,沙

四、实验装置图及说明

实验装置如图所示:

课本上的“想想做做”实验(如下图)看似简单,但却不容易完成,原来是吸盘受到的大气压力约为60N左右,而我们实验室的弹簧测力计量程为5N太小了。对此,采用科学的研究方法,利用身边的一些用品来设计进行实验,根据等量代换和杠杆知识解决问题就显得尤为重要了。

五、实验操作

方案一:在水平玻璃板上挂塑料小吸盘利用杠杆知识来测量大气压强值。

1.将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在光滑水平板上,挤出里面的空气。

2.按图用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往下拉,直到吸盘脱离板面。

3.记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数,根据杠杆平衡条件,求出大气对吸盘的压力。

4.再借助数学方法测出小塑料吸盘的直径D,算出半径r, 再测出其面积S=πr2,根据压强计算公式P=F/S引导学生分析得出:P=F/S=F/πr2,算出大气压的大小。

方案二:在水平玻璃板下方挂塑料小吸盘来测量大气压强值。

1.该方法将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在光滑水平板上,挤出里面的空气。

2.然后在吸盘下面挂上一个塑料袋,如图所示。

3.逐渐向塑料袋内慢慢加入细沙,直至塑料袋恰好将塑料吸盘拉下,然后用弹簧测力计测出所挂沙子的重力G

4.再借助数学方法测出小塑料吸盘的直径D,算出半径r, 再测出其面积S=πr2,根据压强计算公式P=F/S引导学生分析得出:P=F/S=G/πr2

六、实验创新点及其意义

方案二采用逐渐加沙子的方法解决了当挂上一个物体力太大,不挂物体力偏小的尴尬局面,达到恰好把塑料袋拉下来的临界状态,使拉力的大小非常接近真实值。而方案一运用了物理学中的杠杆原理。理论上说,只要力臂足够长,用很小的力就能撑起巨大的物体。阿基米德曾说过:给我一个支点,我能撑起地球。因此创新的力量无穷,何况是测小小的大气压。

从课本上看似很简单的实验,它蕴藏着无穷的潜力,同时也有利于激发学生创新的动机,培养学生的创新意识,实验拓展能让学生自己动手去做、去实践,从中可以发现很多的奥秘,该实验操作简便有利于揭示实验本质,可以在物理教学推广使用。当然,将实验拓展真正进行到底这才是本实验值得我们深思的地方。

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