估测大气压的值 (附:自制水滴显微镜实验等的改进) 渔行初中陈惠珍 原来实验的困惑: 课标教材第九章第三节“测定大气压的值”实验装置中,注射器的最大刻度为 10m l,这就要求弹簧测力计的量程较大。我们实验室只有 5N 的测力计,而我们能找到的容量最小的注射器是 5m l 的, 需 12N~13N 的力才能拉动活塞,实验难以完成。若不用测力计,将注射器竖直放置在注射器下面挂重物来代替,实验能否完成? 改进后的实验原理: 注射器中活塞平衡时,竖直方向受到的竖直向上的大气压力及竖直向下的钩码的拉力(忽略活塞自重、摩擦力及残气的压力)。根据二力平衡知识:F大气=F拉,又:F拉=G码=m码g,所以: P大气= F大气/S塞= m码g/S 改进后实验操作步骤: (1)、用细线拴住注射器的颈部。 (2)、把注射器的活塞推至注射器的底端,用拇指堵住注射器的小孔,手掌和四指竖直握着注射器(孔朝上、颈朝下)。 (3)、在下面轻轻的加挂大钩码,加完后再加小钩码,当注射器中的活塞开始滑动时,记下钩码的质量 m码。 (4)、读出注射器的最大刻度 V。 (5)、量出注射器最大刻度部分的长度 L。 (6)、计算:P大气= F大气/S塞= m码gL/V 改进后实验装置图:见右图。 改进后的实验器材: 注射器(5m l)、 大钩码6 只(200g)、 小钩码一盒(50g×10)、 刻度尺、细线。 实验效果:很好,接近标准大气压的值。 有关说明: (1)找来的一次性注射器只能用当时,下年活塞会老化,不能再用。 (2)活塞受到的竖直向下的重 力和竖直向上的摩擦力方向相反,作用抵消。由于摩擦的存在,导致大气压的测量值偏大,因此建议采用润滑剂,以减小实验误差。 (3)尽管增加的拉力(加挂的小钩码)不是连续的,但由于标准大气压值(1.0×105Pa)中的一位有效数字在十万位上,相差几十克钩码的拉力(包括活塞自重、摩擦力、残气压力)不会影响实验结果。 附1 : 教学应用情况 笔者在新教材使用后的第一年(2003—2004第二学期),第一次将此法应用于课堂,学生交流实验结果时,数值多接近标准大气压的值,效果很理想。之后我校一直使用。 附2: 二、自制水滴显微镜实验 课标物理8年级上册第四章“望远镜与显微镜”一节有“自制水滴显微镜”的探究实验:“以小水滴作为物镜,通过小水 滴 可 看 到 位 于 水 滴 下 方 的 白 纸 上红 箭 头 的 倒 立 的像。……” 这样做实验难以成功:因水滴透镜较平,焦...