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大气压强存在实验的改进

2021-03-04沙河市第三中学纪春霞

农村青少年科学探究 2021年12期
关键词:瓶内细线大气压

沙河市第三中学 纪春霞

实验是初中物理教学的重要内容和有效手段,新课标要求我们改革传统的实验设计理念,强化对物理实验的精心设计,强化实验教学情境的有效创设,努力将生活元素渗透其中,以此来激发学生学习物理的兴趣,从而使学生理解和分析物理知识的能力得到提升。

人教版物理八年级上册《科学之旅》中也明确提出了学习物理的重要方法之一:善于观察,乐于动手。要想让学生乐于动手,我们设计的实验就需要满足以下几个条件:

第一,实验材料常见,学生容易得到;

第二,实验操作简单,学生容易做到;

第三,实验现象明显,能引起学生兴趣。

由于大气压强很抽象,学生难以理解,这就要求我们在这部分教学中,充分利用身边熟悉的物体,巧妙设计实验,对课本上的一些实验进行改进和创新,给学生呈现直观清晰的实验现象,帮助他们很好地理解大气压强的存在。为此,笔者利用生活中常见的材料,巧妙地设计了以下实验。

实验一、瓶吸气球实验

(一)实验器材。

饮料瓶、气球、开水适量。

(二)实验过程。

1.首先在饮料瓶中倒适量开水,让饮料瓶均匀受热,然后把水倒掉。

2.接着将一气球口对口套在饮料瓶口上,观察到这样的实验现象:露在瓶外的气球很快被吸入瓶内,而且吸进瓶内的气球不断鼓起来,就像被吹了气一样(实验现象见图1、图2)。

(三)现象解释。

把热水倒入饮料瓶中再倒出来,瓶中空气受热膨胀后变得很稀薄,同时瓶内气体压强变得很小,在外界大气压的作用下瓶口气球被压入瓶内,并不断往里充气,气球就鼓起来。这充分证明了大气压强的存在。

(四)改进后的实验优点。

这个实验是对传统的瓶吞鸡蛋实验的改进。传统的瓶吞鸡蛋实验对瓶口和鸡蛋的尺寸都有要求,而且实验完毕后,不易取出鸡蛋,不能重复做,还造成了浪费。瓶吸气球实验比瓶吞鸡蛋实验,要经济,易操作,用时短,现象明显,实验成功率高,方便在各个班级重复演示。

实验二、双试管实验

(一)实验器材。

大试管、小试管(小试管要刚好能装进大试管中为宜,小试管内部卷有一层彩色薄纸,并在小试管内部用502 胶固定一段细线,细线下吊有一颗五星)。

(二)实验过程。

1.先将小试管插入大试管中,把两支试管口朝下同时倒过来,可观察到小试管会掉下来的实验现象(见图3)。

2.再用烧杯往大试管中倒入适量的水,将小试管插入装水的大试管中。

3.再次将两支试管口朝下同时倒过来,观察实验现象:可以清楚地看到小试管带着五星在大试管中缓慢上升,直到大试管的顶部(见图4)。

(三)现象解释。

没有装水时,大试管中的小试管的上方和下方都有大气压,小试管在重力作用下掉下来;装水后,大试管中的小试管上方没有了大气压,下方有大气压,在外界大气压的作用下小试管被压入大试管顶部,形象生动地证明了大气压强的存在。

(四)改进后的实验优点。

笔者对原有的双试管实验进行了改进,使其具有异于原有实验的如下优点:

1.在小试管的内部卷上一层彩色薄纸,在小试管上升过程中,学生观察得更清楚。

2.在小试管内部固定一段细线,这样当小试管进入大试管中时,很容易将小试管从大试管中拉出来,避免实验结束时,为了取出小试管而损坏试管,可以重复实验。

3.在细线上悬挂小五星,小试管上升的同时带着五星一齐上升,使学生切身感受到大气压的神奇力量,从而提高学生的学习兴趣和探索问题的积极性。

实验三、模拟马德堡半球实验

(一)实验器材。

市场上购置的两个吸力盘。

(二)实验过程。

1.将两个吸力盘平面部分对接在一起,挤出中间的空气(见图5)。

2.请两位力气大的学生,像拔河一般分别向两边拉,结果怎么也拉不开。

3.用手指在对接平面部分掰开一个缝,空气进入,吸盘很轻松就被拉开。

(三)改进后的实验优点。

历史上的马德堡半球实验(见图6)作为一个经典实验,验证了大气压强的存在和作用。

现用教科书在讲述有关内容时,要求重新演示这个实验,但由于繁琐的实验准备和较长的演示时间,教学实践中,老师往往只是采用口述,并不做演示。改进的实验弥补了上述遗憾,利用生活中常见的材料模拟了马德堡半球实验,操作简单,节省时间,效果明显,而且贴近学生实际生活,取得了良好的课堂效果。

在多年的教学实践中,笔者按照以上实验方法指导学生做分组实验,取得了良好的教学效果。这些实验材料都是生活中唾手可得的,学生可以通过亲自动手实践,来体验实验探究的快乐,在快乐中轻松学到知识!

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