巧用飲料瓶證明大氣壓的存在
物理學是一門以實驗為基礎的學科。若在教學中適當引導學生用生活中常見物品做實驗,研究物理問題,有利于激發學生的學習興趣、提高動手能力及培養學生的創新精神。鼓勵學生開展小發明、小制作,促進探究性學習和開展綜合實踐活動課。本文介紹幾例巧用廢棄飲料瓶證明大氣壓存在的小實驗。
一、大氣是摸不著看不到的氣體,大氣壓的存在令同學們懷疑,通過學生親自動手小實驗證明大氣壓存在是最好的辦法。為此在教學過程中讓學生做如下實驗,將一飲料瓶底部扎幾個細孔,再往飲料瓶中到入適量的水,此時會發現瓶底處有水流出,可以印證液體對容器底部有壓強。繼續迅速把飲料瓶中灌滿水,然后擰緊瓶蓋,這時可觀察到飲料瓶底部并沒有水流出。如果再擰松瓶蓋,又發現水流了出來。這說明是大氣壓作用形成的這一現象。
二、另取一空飲料瓶灌滿水后擰緊平蓋,然后用酒精燈加熱一鋼針。輕輕的在飲料瓶下部側壁燙一細孔(注意燙孔時不要用力擠按飲料瓶)。當扎完小孔后會發現并沒有水流出,在第一個孔的相同高度處,任意位置再燙一個細孔后發現依然沒有水流出來。這是由于大氣壓的作用的結果,并且證明了大氣壓是各個方向都存在的,與液體壓強特點形成對比。之后在前兩個細孔的上方再燙一細孔后,發現下面的細孔向外流水,而上面的細孔不向外流水,并且有空氣從此處進入飲料瓶內上方。如果擰開飲料瓶的瓶蓋會發現三孔都會流水。且小孔位置越*近瓶底,水柱噴的越遠。又把同一液體內部壓強隨著深度的增加而增大聯系起來,有利于形成前后知識的結構體系。
三、再取一飲料瓶灌滿水并擰緊瓶蓋后,把它倒置在盛有足夠多水的玻璃水槽中,在水中把瓶蓋擰下來,抓住瓶子向上提,但不露出水面發現瓶里的水并不落回水槽中。(可以換更高的飲料瓶做“對比實驗”,為托里拆利實驗的引入打好基礎。)還可以在此實驗的基礎上,在瓶底打孔,立刻發現瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子內、外均有大氣壓相互抵消,水柱在本身重力的作用下流回水槽,這里又形成以前所學過的連通器。
四、還可以選用易拉罐,拉蓋不要全部拉開,開口盡量小一些。倒凈飲料后用電吹風對罐體高溫加熱一段時間后,把拉口處用橡皮泥封好,確保不漏氣。再用冷水澆在易拉罐上,一會聽到易拉罐被壓變形的聲音,同時看到易拉罐上有的地方被壓癟。說明氣體熱脹冷縮、也證明了大氣壓的存在。
總之,在我們生活的周圍有很多物品可為教學服務,爭取做到不被實驗室中的器材所限制。充分發揮教師、學生的想象力,創造性的利用身邊的物品做更多生動簡單的小實驗為我們的物理教學服務。