浅谈“覆杯实验”在操作层面上的一些争议问题
2015-08-10陈一垠
物理通报 2015年2期
关键词:实验
陈一垠
(南京师范大学教师教育学院 江苏 南京 210097)
“覆杯实验”是初中物理教学中用来验证大气压存在及大气内部向各个方向都有压强的一个演示实验.该实验所需的实验器材简单易取,操作过程方便快捷,即取一个塑料杯,在杯中装入一定量的水(水不一定要装满),再取一张小纸片(或玻璃片、塑料片等)盖于杯口并用手压着纸片将塑料杯倒置过来,然后将压着纸片的手拿开.这时,你会看到杯中的水和杯口的纸片并没有掉下来,纸片神奇地将水托住了.而且,只要操作正确,该实验的成功率极高,比较适用于做课堂的演示实验,因此也备受中学物理教师的青睐.
然而近年来,有许多学者对该实验的操作过程及原理提出了一些其他的观点,本文主要对该实验在操作过程当中所需注意的一些问题进行一个简单的梳理,并在此基础上阐述了自己的一些想法.
1 杯中水柱长短对“覆杯实验”的影响
初中物理教材中要求将杯子灌满水来进行实验,然而,实际上在杯中水不满的情况下,该实验仍然能够成功.有学者通过实验发现在“杯子里几乎没有水,以水能湿润纸片为止”[1]的这种情况下,该实验亦能成功.文献[2]通过对杯中气体压强变化情况的定量分析后得出,在忽略纸片重力的情况下,如果纸片平衡,则应满足

其中l0为杯子的总长度,l为被封的空气柱原长,p0为大气压强,Δl为杯子翻转后空气柱增加的长度,并设杯子翻转前其压强等于……
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