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初中物理“估测大气压的值”实验改进
作者：李自东
来源：《文理导航》2017年第26期
【摘要】初中物理实验中“估测大气压的值”实验因为一些因素的影响，使实验结果与标准大气压差异较大，本人在教学一线任教数年，根据多年的教学经验对实验进行了改进，减小了实验误差对实验结果的影响，使之更接近标准大气压。
【关键词】大气压；标准大气压；改进；平衡状态
在江苏科技版物理课本八年级下册课本86页活动10.7估测大气压的值实验过程中，利用弹簧测力计、2ml注射器、刻度尺粗略测量大气压的值，在以前的苏科版教材中，利用的是托里拆利演示实验，现在教材使用的实验与托里拆利实验相比有其优点：一是由原来的演示实验变成学生的分组探究实验，可以让学生经历大气压值的测量过程，感受大气压值的大小，二是水银的挥发对学生和老师的身体造成伤害可以完全避免，三是学生对大气压现象及大气压的值的理解更容易，达到了很好的探究效果。
教材上明确了实验器材及步骤：
实验器材：弹簧测力计、刻度尺、2ml的注射器等。图1 实验装置图
实验十一、粗略测算大气压强的实验 【实验目的】： 粗略估算大气压强的数值。 【实验器材】： 注射器；弹簧测力计；细线；橡皮帽；刻度尺。 【实验原理】： P=F/S 知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气 压力处于平衡状态时，即二力平衡。） 【实验步骤】： ①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔； ②如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F； ③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V； ④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。 【实验记录】： 【数据处理】： ①注射器近似圆柱体，由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L ②根据公式p=求出大气压强；
【考点方向】 1、该实验求出的大气压是估测数值，和真实的大气压数值存在差距主要原因是两方面：答：一、活塞与注射器之间存在摩擦；二、空气难以排尽。 2、若不考虑其它因素，根据二力平衡的知识可知，研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。 3、注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果偏小。 4、空气无法排尽可以采取的方法是：将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口。 5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有：一、减小摩擦；二、增加气密性。 6、实验过程中让弹簧测力计和注射器保持在水平方向目的：可以减小活塞自身重力对实验的影响，从而提高实验的精确程度。 7、当弹簧测力计量程不够时或者为了拉动时更省力可以采取的方法是：可换用小量程注射器。（减小活塞的横截面积） 8、该实验的原理依据是：P=F/S 知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气 压力处于平衡状态时，即二力平衡。） 9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是排尽筒内空气，密封注射器。（从而使得作用在活塞上的力只有大气压力和弹簧测力计拉力）10、实验过程中应该水平方向、缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数，此时拉力等于大气压力。 11、实验过程中为了减小活塞与筒壁之间的摩擦除了采用涂抹润滑油外，还可以采用：在用橡皮套封住注射器端口前，将其注射器水平放置，用弹簧测力计匀速拉动活塞，测出摩擦力的大小，密封端口后再次拉动测得的弹簧测力计示数减去摩擦力就是大气压力。 12、如果考虑活塞和筒壁之间摩擦力对实验的影响，所测的大气压值应该比标准值偏大。
“大气压强”复习课教学设计 （第二课时） 物理教学必须以实验为基础，实验应自始至终地伴随着整个教学过程。复习课也不例外。但复习又不等同于上新课，学生有了一定的知识基础和经验后，求新求变才能不断提高学生学习物理的兴趣，提高学生的探索意识，培养学生良好的思维品质和创新能力。“求新”是指创设新情境探究新问题、而不是简单地重复知识，让学生有探究的新体验、而不是机械地训练达到巩固知识的目的；“求变”是指学生从死记硬背到主动探究的学习方式的转变、教师从知识的提供者到学生学习的指导者、合作者、促进者的教学观念的转变。下面以初中物理“大气压”的复习谈谈具体的做法。 教学过程 环节一：创设新情境，获得新体验 物理情境是物理学习的催化剂，任何物理知识的学习，都要让情境创设贯穿始终，使学习富有新鲜的气息。物理实验的复习不是简单地将以前做过的实验进行重复，而应同培养学生良好思维品质的目标结合起来。因此我们把证明大气压存在的“覆杯实验”作了几个变化。 【变化1】将可乐瓶装满水后再把一个乒乓球放在瓶口，大家猜测瓶子倒过来后会发生的现象。 【变化2】将实验中所用的玻璃片换成一张光滑的纸片，学生思考杯子倒置后纸片的形状，并说明原因。 创设新的情境，不仅激发了学生的好奇心、求知欲，而且唤起了学生的注意力，促进了学生积极运用自己所学的知识、进行深入的思考。 【变化3】在做“覆杯实验”的时候，有同学提出，硬纸片不掉下来，是不是被水“粘”住了？我们可以设计怎样的实验证明纸片不掉下是由于大气压作用而不是被水“粘”住的？ 复习过程中，教师充分发挥学生的主动性，有针对性地交给学生一些挑战性的问题，启迪学生思维，使学生在与教师的“互动”、“对话”中开动脑筋尝试各种方法。 方法1：请宇航员在太空中做这个实验。但这个方法马上被大家推翻——虽然太空中没有空气，没有大气压托住纸片；但纸片和水均不受重力，两者都不会掉下。 方法2：人工模拟真空。用抽气机将玻璃钟罩内的空气抽掉，然后观察纸片的“命运”。如果抽气后纸片掉下，说明纸片是被大气托住，不掉下则是
测量大气压强的实验 1．（1）在托里拆利实验中，在大气压为760mm水银柱的房间里做托里拆利实验，测出管内水银柱的高度为755mm，可能的因为是． A．玻璃管太长了 B．玻璃管放斜了 C．管内水银面上方进入少量空气 D．玻璃管比较粗 （2）在托里拆利实验中，如果将玻璃管由竖直变为倾斜，则 A．水银柱长度增大，高度升高B．水银柱长度不变，高度降低 C．水银柱长度减小，高度减小D．水银柱长度增加，高度不变 （3）关于托里拆利实验，下面说法中正确的是． A．玻璃管内径越大，管内、外水银面高度差越小 B．往水银槽内多倒些水银，管内、外水银面高度差减小 C．玻璃管顶端突然破了一个小孔，水银会向上喷出 D．把760mm水银柱产生的压强称为一个标准大气压． 2．在测定大气压的实验中，因缺少大量程的弹簧测力计，小明设计并进行了如下的实验． ①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内空气，测出吸盘的直径为d； ②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上； ③用小勺轻轻向小桶内加沙，直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板，用天平测出这时小桶和沙的质量为m．请完成下列问题： （1）蘸水的目的是． （2）吸盘脱离玻璃板时，若不计塑料挂钩的质量，空气对塑料吸盘的压力大小是：，测得大气压数值的表达式是：p大气压=．（写出最终的化简结果） （3）实验中误差产生的主要原因是（写出一条即可）：
3．（2017春?西城区校级月考）某物理探究小组用注射器、量程足够大的弹簧测力计、刻度尺取测大气压的值．主要实验步骤如下： ①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔； ②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，水平向右慢慢拉动注射器筒， ③如图所示，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数F（即大气对活塞的压力）；读取注射器的容积V； ④用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L． （1）大气压力等于弹簧测力计示数的原理是． （2）活塞的横截面积S= ．（用题目中的字母表示） （3）计算大气压强的表达式为p=．（用题目中的字母表示） （4）如果注射器漏气会导致所测量的大气压值．（选填“偏小”或“偏大”） 4、如图所示，小宁用轻质吸盘等器材估测大气压的大小，她设计的实验方案如下： A．记录弹簧测力计的示数为F． B．将蘸水的塑料吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘． C．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面． D．测出吸盘与玻璃板接触面的直径D． E．计算出大气压的大小p． （1）小宁由于疏忽，将前三项的顺序写颠倒了，正确的顺序应为． （2）实验中将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘的目的是尽量将吸盘内的空气排干净．（3）要测出大气压的大小，你认为实验中所选吸盘的面积应尽量．（选填“大一些”或“小一些”）． （4）实验中计算大气压的表达式是P= （用测得的物理量表示） （5）小宁通过实验测出的大气压值与标准大气压值相差很大，她分析了以下原因：
大气压测量实验 1、某课外兴趣小组用容积为V 的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一只，设计了一个估测大气压强的小实验，主要步骤如下： ①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用一个橡皮帽封住注射器的小孔． ②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右匀速拉动注射器筒．当注射器中的活塞移动到某一位置时，立即记下弹簧测力计的示数为 F ． ③用刻度尺测出注射器的全部刻度长度为L ． 根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=_________. 2．某课外兴趣小组用容积为20cm 3 的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一只，设计了一个估测大气压强的 小实验，主要步骤如下： （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用一个橡皮帽堵住注射器的小孔。 （2）如图13-47所示，用细尼龙绳拴在注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右匀速拉动注射器筒，当注射器中的活塞移动到某一位置时，立即记下弹簧测力计的示数F 为18N 。 （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L 为10cm 。 请根据以上实验数据算出大气压的值。 3．某物理探究小组用注射器、量程足够大的弹簧测力计、刻度尺去测大气压的值．主要实验步骤如下： A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔； B ．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，水平向右慢慢拉动注射器筒，如图14所示，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数F （即大气对活塞的压力）； C ．读取注射器的容积V ； D ．用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L ． （1）完成实验步骤A 的目的是 ． （2）活塞的横截面积S ＝ ． （3）请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整（不要求填入实验记录数据）． 大气对活塞 的压力F /N 注射器的容积V /m 3 活塞的横截面积S /m 2 （4）计算大气压强的表达式为＝ ． （5）由于注射器漏气会导致所测量的大气压值 ．（选填“偏小”或“偏大”） 3、已知1标准大气压的值约为105Pa 。小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大？他设计的实验方案 是：将蘸水的的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离桌面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力。再设法量出吸盘与桌面的接触面积，然后算出大气压（如图所示）。它选择的实验器材是：量程为5N 的弹簧测力 图13-47 图14
QINGSHAONIAN KEXUE TANJIU 七彩实验室 在《大气压强》一节的学习中，我们已经了解到，证明大气压存在和测量大气压值的演示实验的器材选取方便，操作简单易行。但对于大气压随高度的变化，由于我们在日常生活中观察、体验得少，没有感性的认识，演示实验又不容易操作，而且可见度差。所以我从实验室中选取材料，自制了一个验证大气压随高度变化规律的实验装置，如果经过改进，还可以成为粗略测量高度的仪器。下面我将简单地介绍我的制作过程和实验过程。 制作材料：锥形瓶、橡皮塞、打 孔器、细长的玻璃管（两端开口）、 红色的水，记号笔。 制作原理：大气压强随高度增 加而减小。 制作过程：（1）用打孔器按照 细玻璃管的粗细在橡皮塞中间圆 心处打好孔。 （2）往锥形瓶中倒入适量的红色的水，用橡皮塞将瓶口塞紧，再 将玻璃管穿过橡皮塞插入水中。 （3）从玻璃管上端吹入少量气 体，使锥形瓶内的气体压强大于外 界的大气压强。水沿玻璃管明显 上升到玻璃瓶口以上，记下此时玻 璃管中液面的位置，用记号笔标 出，实验装置如图1所示。 实验过程：如图2所示，在手上 垫一块隔热的物体（可以是电器外 面包装用的塑料泡沫），拿着这个 装置从实验楼的楼下到楼上，观察玻璃管中红色水柱的高度的变化情况，记录新的液面位置。若水柱升高，则说明大气压强随高度的增加而减小。实验误差分析及注意事项：（1）玻璃管和锥形瓶与橡皮塞必须密合，不能漏气，漏气是液面不发生变化最可能的原因。（2）注意玻璃管一定要细长，这样刻度变化才能更明显。（3）不能用手直接拿玻璃瓶，以免玻璃瓶受热，使瓶内气体压强发生变化，从而影响测量；同样，楼上楼下的温差也不能太明显，否则对实验结果的观察也会产生一定的影响。实验装置的改进：这个实验的目的是验证大气压随高度的变化规律，那么我想可以将它改进成一个高度计，下面是我的改进方法： （1）以地面为一个相对的高度，标记出在地面时细玻璃管中液面的位置，并标注高度为0米。（2）从一楼走到四楼，用皮卷尺测出地面到四楼的高度为10米，标记出在四楼时玻璃管中液面的位置，并标注高度为10米。（3）用刻度尺测出玻璃管中两次液面之间的长度为10.5毫米，然后用纸条做出一个刻度盘，近似取单位长度为1毫米在刻度盘上画出刻度线，并在起始刻度线处标0米、第6条刻度线处标5米、第11条刻度线处标10米等不同的高度值，最后标到100米。（4）把做好的刻度盘用胶水粘到玻璃管上，并将两个0刻度线对齐。这样一个量程为100米，分度值为1米的简易高度计就制作好了，它可以用来粗略测量高度。生活处处皆物理，只要我们平时多观察、多思考、多动手，就可以制作出很好的演示实验装置。这些改进后的演示实验装置便于操作，同时也有利于我们观察得到结论，具有令人满意的效果。而且在制作装置的过程有利于激发我们的学习兴趣、提高我们的动手能力以及培养我们的创新精神，使我们在学习中得到事半功倍的效果。 图 1图2 北京林业大学工学院赵嘉宇 33
大气压专题讲解 精测大气压：托里拆利实验知识点总结: 实验方法及注意：(1)一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排除空气，用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖直固定当管内外贡液液面的高度差约为76cm时，它就停止下降，读出水银柱的竖直高度; 1、下列现象不是利用大气压的是（） A、用吸管吸饮料 B、医生用注射器给病人注射药液 C、吸盘帖在光滑的墙面上 D、墨水被吸进钢笔 E、人体肺部吸气 2、做托里拆利实验，测得玻璃管内水银柱比槽内水银面高出76cm，下面的哪些措施可以使这个高度差改变（） A、往槽内加入少许水银 B、使玻璃管稍微倾斜一点 C、把玻璃管往上提一提 D、把实验移到高山上去做 E、将细管换成很粗的管子 F、本实验器材从夏天放置到冬天 G、将玻管顶端凿一个很小很小的孔 H、试验时天气有晴转阴 I、将试管压一压（但水银柱上方任有真空） J、在试管足够长时，将汞换成水 题3 题4 题5 3、如图3所示，在小瓶里装一些带颜色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成了一个简易的气压计。小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上，玻璃管内水柱的高度，水对容器底的压强。(填“变小”、“不变”或
“变大”)如果在瓶中装满水，就可以制成一个较准确的测量仪器 (请写出它的名称)。 4、 4、如图4所示,将托里拆利装置放在天平上,并用铁架台将玻璃管固定,使管口不与槽底接触,在右盘放砝码使天平平衡,此装置移到山上,分析天平的状态变化. 5、试管中有一段被水银柱密封的空气柱，将此试管分别如图所示旋转，若空气柱的压强为P，大气压为P0，则满足P＜P0的是：（）A、甲; B、乙; C、丙; D、乙和丙。 估测大气压：方法一：注射器等器材组合 小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔；②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。 （1）根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=_______。 （2）在如右上图甲乙所示的实验装置中，小明不能采用图的装置来估测大气压强，其原因 是。 （3）按照上述实验方案测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小。你认为产生这种现象的主要原因是：___________________________________________。若一同学测量值比真实值偏大，可能的原因又是（数据读取没问题） _____________________________________ （4）实验学校的同学们在进行估测大气压实验时，首先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；然后按照如图所示的过程，慢慢的拉注射器（甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽），刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数分别是F1和F2。则他们测量出的大气压强最接近于（）A．F1L/V B．F2L/V C．（F2-F1）L/V D．（F2+F1）L/V 方法二：橡皮碗等器材组合 学习了大气压的知识以后，小明对大气压强通常有1．0×105Pa这么大存有疑问，想亲自证实一下；如是
测量大气压强的三种方法 由于我们生活在大气中，对大气压强的存在及大小感知不深，其实我们利用身边的器材，有多种方法能测出大气压强的大小。 一、利用托里拆利装置测量（原理： ） 例1．在做托里拆利实验时，测得水银柱的竖直高度是76cm，真空部分长度为24cm，则下列说法中正确的是（ ） A．若改用一根2m长的管子做实验，则真空部分长度为48cm B．若用一根粗细不均匀的管子做实验，则水银柱高度不再是76cm C．若将管子倾斜放置，那么液柱的高度将大于76cm D．若用别的液体代替水银，那么液柱的高度将不再是76cm 二、利用注射器测量(原理： ) 例2．某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。 (1)图甲是按1：1的比例拍摄的注射器上的全部刻度线，注射器的最大可读容积为_________，用刻度尺测量注射器全部刻度的总长为 _____cm，可算得活塞的横截面积为_______cm2。 （2）实验时，小华把注射器的活塞推至注射器底端，排尽筒内空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按图乙所示安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当弹簧测力计的示数增大到F=28.0N时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气压值p=______ Pa。
（3）实验时若筒内空气没有排尽，将导致测得大气压值_______；若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得大气压值_______。（均选填“偏大”、偏小） 三、利用玻璃吸盘测量（原理： ） 例3．市场上有一种圆形软塑料吸盘，把它摆在玻璃上，挤出它和玻璃之间的空气，它就可以“吸”在玻璃上。请你用这样的吸盘、弹簧秤和刻度尺，在家里穿衣橱玻璃上做实验，来估测大气压的数值。 （1）写出实验步骤； （2）写出大气压的计算式。 例1：解析：在托里拆利实验中，由于水银柱的竖直高度为76cm，则当地的大气压强就是76cm高水银柱产生的压强。A中玻璃管长度变了，但大气压强托起的水银高度是不变的，故水银柱的高仍是76cm，那么真空柱的长度就是200cm－76cm=124cm；B中液体产生的压强只与液体的密度、深度有关，而与底面积无关，所以粗细是否均匀，不会影响到水银柱的高度；C中将管子倾斜，由于大气压托起水银柱的高度是指其竖直高度，要保证竖直高度仍是76cm，则水银柱在管中会上升，如图1所示；D中若用别的液体取代水银，由于液体的压强与密度有关，所以液柱的高度也将发生变化。故D是正确的。 思考1：如果用水去测量，需要准备至少多长的玻璃管？ 例2：解析：（1）注射器的最大可读容积就是它的量程，为20mL；用刻度尺直接测量注射器左端至20刻度线间的总长度为5cm，则可计算活塞的面积为： S= =4cm2。 （2）大气压强 =0.7×105Pa。（3）筒内空气若没有排尽，所测拉力会变小，故得 出的大气压值会变小；若注射器内壁间的摩擦较大，所测拉力就会变大，得出的大气压值就会变大。 思考2：若要提高测量的大气压数值的准确性，该如何改进？
用注射器测量大气压实验的相关问题 实验：用弹簧测力计拉动注射器来估测大气压强的值，其实验步骤如下： （1）首先，将注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔。 （2）然后，用细尼龙绳栓住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后，水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始滑 动时，记下弹簧测力计的示数（即大气对活塞的压力）F。 （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L，用这个长度去除它的容积V， 得出活塞的横截面积S： S=V/L （4）由P=F/S计算此时大气压强的数值。 首先，推动活塞排尽注射器筒内的空气存在很大的难度，由于活塞与注射器筒 之间的气密性问题，气体很难完全排尽，这将会导致实验过程中很容易拉动注 射器，拉力偏小，从而导致大气压强测量值偏小。另外，在实验时，很多实验 者为了图方便，直接用手堵住或用橡皮帽封住注射器的小孔，然后就开始拉动 注射器进行实验，这样做也会导致实验误差的增加，因为在注射器筒的尖端处 还有一段小孔，活塞无法到达这里，这样将会导致在小孔中留有残留的空气， 严重影响正常测量，导致拉力更加偏小，从而导致测量值偏小，出现很大的测 量误差。而为了排出小孔中残留的空气，我们最好在将活塞推至注射器筒的底 端后，用蜡烛油将小孔封住，完全排出小孔内的空气，使实验数据变得准确， 减小实验误差。 们可以在注射器筒与活塞之间涂上适量的凡士林，这样就可以减小摩擦，同时，还可以增加注射器筒与活塞之间的气密性，一举两得，可以极大的减小实验误差。 在测量活塞的横截面积S时，也存在一定的误差，我们通过公式S=V/L得出的 横截面积S，严格意义上讲应该是在注射器筒内移动的活塞的横截面积，而我 们需要测量的是活塞与空气直接相接触的颈部那一部分的横截面积。显然，我 们测量的面积S比注射器与空气接触的实际面积偏小，其结果也将导致测量值 略微偏大。 另外，该实验中所使用的注射器最好用2ml的，在实验过程中弹簧测力计还会 不停的晃动，给读数带来很大的困难，导致实验很难操作，增大实验误差，使 实验结果不准确。
测量大气压实验小结
大气压专题讲解 精测大气压：托里拆利实验知识点总结: 实验方法及注意：(1)一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排除空气，用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖直固定当管内外贡液液面的高度差约为76cm时，它就停止下降，读出水银柱的竖直高度; 1、下列现象不是利用大气压的是（） A、用吸管吸饮料 B、医生用注射器给病人注射药液 C、吸盘帖在光滑的墙面上 D、墨水被吸进钢笔 E、人体肺部吸气 2、做托里拆利实验，测得玻璃管内水银柱比槽内水银面高出76cm，下面的哪些措施可以使这个高度差改变（） A、往槽内加入少许水银 B、使玻璃管稍微倾斜一点 C、把玻璃管往上提一提 D、把实验移到高山上去做 E、将细管换成很粗的管子 F、本实验器材从夏天放置到冬天 G、将玻管顶端凿一个很小很小的孔 H、试验时天气有晴转阴 I、将试管压一压（但水银柱上方任有真空） J、在试管足够长时，将汞换成水 题3 题4 题5 3、如图3所示，在小瓶里装一些带颜色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成了一个简易的气压计。小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上，玻璃管内水柱的高度，水对容器底的压强。(填“变小”、“不变”或“变大”)如果在瓶中装满水，就可以制成一个较准确的测量仪器 (请写出它的名称)。 4、 4、如图4所示,将托里拆利装置放在天平上,并用铁架台将玻璃管固定,使管口不与槽底接触,在右盘放砝码使天平平衡,此装置移到山上,分析天平的状态变化. 5、试管中有一段被水银柱密封的空气柱，将此试管分别如图所示旋转，若空气柱的压强为P，大气压为P0，则满足P＜P0的是：（）A、甲; B、乙; C、丙; D、乙和丙。 估测大气压：方法一：注射器等器材组合
有关大气压强的几个趣味小实验 1、自动喝水的杯子 【实验目的】 观察封闭容器中的燃烧使容器中气压变小。 【实验内容与现象】 取一个浅盘子，一个玻璃杯，一张不大的薄纸和火柴。把盘子放到桌上，盘内装入少量水。将纸点燃并迅速塞入玻璃杯内，再马上将杯口向下倒扣在盘中(图)。随着火灭烟生，杯子像一个干渴得冒烟的喉咙，把盘内的水“喝”得一干二净，而且进入杯内的水不会再流出来。如果把一枚硬币事先放入盘内的水底，那么，此时你可以不湿手指地将它取出来。当然，扣杯子时注意杯口不能把这个硬币罩住。注意，放入盘内的水不能太多，否则这个杯子可能喝不完盘内的水。
2、水在倒置烧杯里上升 【实验目的】 观察倒置空杯里水的上升，学习气压或大气压。 【实验步骤】 参看图 (1)在一个大烧杯中放入约110毫升的色水，并将它们放到三角加热台上。 (2)对大烧杯加热，同时将一小烧杯倒置于大烧杯中。 (3)使杯中的水至少沸腾一分钟，注意观察气泡的走向与小烧杯是否倾斜翻倒。 (4)把两个烧杯一起移走，并将火盖灭。 (5)在烧杯冷却过程中，观察两烧杯中水的运动。 【现象解释】 在水煮沸的过程中，液态水转化为水蒸汽。在倒置的烧杯中生成的水蒸汽占据了烧杯中的空气的位置。水沸腾的时间越长，生成的水蒸汽越多。冷却的过程是蒸汽冷凝的过程。蒸汽又冷却变成水时，小烧杯内部的压强减小。所以小烧杯外部的水被外部较高的大气压推进倒置的小烧杯中。为缩短实验时间，可用一些冷水滴在小烧杯上，使小烧杯中的水上升。加热时间足够长，水可以完全充满小烧杯。
3、利用自行车气筒测量大气压强 【实验目的】 用气筒近似测定大气压强。 【实验内容与要求】 取一个自行车打气筒，先把打气筒的活塞完全推到底部，然后把气筒的出气口涂上厚油脂使它被密封。在气筒的手柄中心处固定一个挂钩，利用它可以吊挂重物。拿住打气筒的筒壁，使气筒倒置。逐渐增加挂钩上所挂重物的重量，记下打气筒的活塞开始慢慢匀速下落时所挂重物的重量G。测量打气筒气管的内径，计算出打气筒活塞端部的面积S。 为了简便，可用砝码作重物。测量内径时需要事先拆开气筒的一端。 4、空气压扁罐头盒 【实验目的】 观察大气把空罐头盒压扁。 【实验内容、现象与解释】 从一个可口可乐的空易拉罐的小口，向罐里注入1／4罐水。把它放在酒精灯上加热，直到水沸腾。在水蒸汽出现以后，稍待一会儿再停止加热。用干布垫着拿起罐头盒，将它横着放到事先备好的一盆冷水上，使它的侧面有1／3左右浸入冷水。随着一个声音的发出，可看到罐头盒的侧面向内塌陷。其原因是：当水沸腾后，水蒸汽已将罐头盒中的空气排挤出去了；冷却时水蒸汽又冷凝成水，致使罐头盒内的压强由于气体质量的迅速减小而较大地小于外部的大气压，从而使罐头盒受到向内的压力。为了防止把罐放倒时烫着手，最好用铁丝在易拉罐上口处绕制一个把手。
由于我们生活在大气中，对大气压强的存在及大小感知不深，其实我们利用身边的器材, 有多种方法能测出大气压强的大小。 、利用托里拆利装置测量(原理: 、利用注射器测量(原理: 2.某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材 粗测大气压值。 (2) 实验时，小华把注射器的活塞推至注射器底端，排尽筒内空气，然后用橡皮帽封住注 射器的小孔，按图乙所示安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当弹簧测力计的示 数增大到F=28.0N 时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气压值 p= __________________ Pa 。 (3) ____________________________________________________ 实验时若筒内空气没有排尽，将导致测得大气压值 ______________________________________ ;若活塞与注射器内壁间 的摩擦较大，将导致测得大气压值 _________ 。(均选填“偏大”、偏小) 三、利用玻璃吸盘测量(原理： __________________ ) 例3.市场上有一种圆形软塑料吸盘，把它摆在玻璃上，挤出它和玻璃之间的空气，它就 可以“吸”在玻璃上。请你用这样的吸盘、弹簧秤和刻度尺，在家里穿衣橱玻璃上做实 验，来估测大气压的数值。 (1)写出实验步骤； (2)写出大气压的计算式。 例1:解析：在托里拆利实验中，由于水银柱的竖直高度为 76cm 则当地的大气压强 就是76cm 高水银柱产生的压强。A 中玻璃管长度变了，但大气压强托起的水银高度是不变 的，故水银柱的高仍是76cm 那么真空柱的长度就是200cm- 76cm=124cm B 中液体产生 的压强只与液体的密度、深度有关，而与底面积无关，所以粗细是否均匀，不会影响到水 银柱的高度；C 中将管子倾斜，由于大气压托起水银柱的高度是指其竖直高度，要保证竖 测 量 大 气 压 强 的 三 种 方 法 例1.在做托里拆利实验时，测得水银柱的竖直高度是 76cm 真空 分长度为24cm 则下列说法中正确的是(？?？) 若改用一根2m 长的管子做实验，则真空部分长度为 48cm 若用一根粗细不均匀的管子做实验，则水银柱高度不再是 76cm 若将管子倾斜放置，那么液柱的高度将大于 76cm 若用别的液体代替水银，那么液柱的高度将不再是 76cm A. B. C. D. 1: 的注 部刻 器的 积为 用刻度尺测量注射器全部刻度的总长为 _________ cm 可算得活塞的横截面积为 II] ⑴图甲是按 的比例拍摄 射器上的全 度线，注射 最大可读容 2 cm
大气压强小实验 山东省淄博市淄川区中小学社会实践活动基地张勤昌 地球周围被厚厚的大气层包围着。著名的马德堡半球实验证明了大气是有压强的，这个压强我们把它叫做大气压强。认真的做一做下面的实验，就会体验到大气压强是确实存在的。 一、倒不满水的杯子 实验器材：玻璃杯1个细长颈玻璃瓶1个水 实验步骤： 1．将瓶子里加满水。 2．把玻璃杯倒扣在瓶口上。 3．把瓶子与玻璃杯同时倒置过来后，把玻璃杯放在水平桌面上。水从瓶中流入玻璃杯里了吗？水会从玻璃杯里溢出来吗？ 4．向上提一下瓶子，当瓶口离开玻璃杯中的水面时，瓶子中的水又会流入到杯子里一些，直到玻璃杯里的水没过瓶口时，瓶子里的水就会停止流出。（如图1所示）
实验现象：当瓶口在玻璃杯中水面的上方时，瓶子里的水就会流入到玻璃杯里，只要瓶口低于玻璃杯口边缘的高度，玻璃杯里的水就不会倒满。 现象解释：装满水的瓶子倒置时，水会从瓶子里流入到玻璃杯里，在玻璃杯里的水没过瓶口时，瓶中的水再流出，瓶内气体的压强会小于大气压强。当瓶内气体的压强与瓶内水柱的压强和等于大气压强时，瓶内的水便不再流动；当瓶口离开玻璃杯中水面时，空气由瓶口进入瓶内，瓶子里的水又会流出来，直到瓶口再次被玻璃杯内的水没过，瓶内的水又会停止流动。 二、瓶吞鸡蛋 实验器材：玻璃瓶（装酸奶用的）1个熟鸡蛋1个热水 实验步骤： 1．将熟鸡蛋的硬壳皮剥掉。
2．往玻璃瓶中加满热水，过几分钟后倒出玻璃瓶中的水。 3．瓶中的热水倒出后，迅速把剥了皮的鸡蛋放在玻璃瓶口上，使鸡蛋竖直，并用手稍微压一下鸡蛋，让瓶口吸住鸡蛋后松开压鸡蛋的手，这时鸡蛋就会压实在瓶口上。（如图2（1）所示） 4．一会儿鸡蛋就会挤入瓶口中，再过几分钟的时间，鸡蛋就会挤入瓶子中，落到瓶底。（如图2（2）～（6）所示） 5．换用一个大一点的鸡蛋做一做，观察一下鸡蛋哪一端在下面时实验容易成功。 实验现象：鸡蛋被瓶口吸住后，然后慢慢的挤入瓶中，落到瓶底。
实验十三、粗略测算大气压强的实验 【实验目的】： 粗略估算大气压强的数值。 【实验器材】： 注射器；弹簧测力计；细线；橡皮帽；刻度尺。 【实验原理】： P=F/S 知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡 状态时，即二力平衡。） 【实验步骤】： ①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔； ②如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F； ③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V； ④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。 【实验记录】： 【数据处理】： ①注射器近似圆柱体，由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L ②根据公式p=求出大气压强； 【考点方向】
1、该实验求出的大气压是估测数值，和真实的大气压数值存在差距主要原因是两方面：答：一、活塞与注射器之间存在摩擦；二、空气难以排尽。 2、若不考虑其它因素，根据二力平衡的知识可知，研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。 3、注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果偏小。 4、空气无法排尽可以采取的方法是：将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口。 5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有：一、减小摩擦；二、增加气密性。 6、实验过程中让弹簧测力计和注射器保持在水平方向目的：可以减小活塞自身重力对实验的影响，从而提高实验的精确程度。 7、当弹簧测力计量程不够时或者为了拉动时更省力可以采取的方法是：可换用小量程注射器。（减小活塞的横截面积） 8、该实验的原理依据是：P=F/S。 知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平 衡状态时，即二力平衡。） 9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是排尽筒内空气，密封注射器。（从而使得作用在活塞上的力只有大气压力和弹簧测力计拉力） 10、实验过程中应该水平方向、缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数，此时拉力等于大气压力。 11、实验过程中为了减小活塞与筒壁之间的摩擦除了采用涂抹润滑油外，还可以采用：在用橡皮套封住注射器端口前，将其注射器水平放置，用弹簧测力计匀速拉动活塞，测出摩擦力的大小，密封端口后再次拉动测得的弹簧测力计示数减去摩擦力就是大气压力。 12、如果考虑活塞和筒壁之间摩擦力对实验的影响，所测的大气压值应该比标准值偏大。【创新母题】：小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。实验步骤如下： A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔； B、用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数F=7.5N； C、测出注射器的全部长度L=4cm.
估测大气压值实验题赏析 近年来许多中考物理试卷中出现了“估测大气压值”的实验题，命题趋向于对“过程与方法”的考查，强调了科学内容的探索与方法的获得，注重对实验误差的分析。现举两例分析如下： 例1．小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。实验步骤如下。 （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的 是。 （2）如图1所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞时，记下弹簧测力计的示数为8.2N。 （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm，计算得到活塞的横截面积为 cm2。 （4）计算得到大气压强的数值为 Pa。 （5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大，有的偏大，有的偏小。请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）。 解析：此题考查了学生对实验数据的收集、分析和处理能力以及对实验结果的误差分析，有利于学生对过程、概念、规律及方法的理解。 （1）使注射器筒内没有空气，弹簧测力计真实反映大气压力； （2）根据二力平衡可知，刚开始滑动（相对于注射器筒）时弹簧测力计的示数等于大气压力； （3）6 ，； （4）； （5）橡皮帽漏气、筒内没有完全排尽空气、活塞与注射器筒间不完全密封会使实验结果偏小；活塞与注射器筒间有摩擦会使实验结果偏大；弹簧测力计的示数不稳定或不准确等也会导致结果偏大或偏小。
例2．物理兴趣小组的同学利用星期天开展一次登山活动，想利用所学的物理知识测量花果山的高度。若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小Δp，且山下的大气压强为p0。他们随身携带了注射器（有刻度部分的容积为V）、弹簧测力计、细线、刻度尺等。到达山顶后，他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔，进行了如图2所示的实验。（实验中针筒与活塞之间的摩擦不计） （1）为了测量山顶的大气压强，你认为实验中应测出的物理量有（指出物理量的名称并用相应的符号表示）：； （2）山顶的大气压强p＝（用所测量的物理量及已知量表示）； （3）花果山的高度h＝（用所测量的物理量及已知量表示）。 解析：此题考查学生的实验设计能力、分析推理能力以及运用物理知识解决实际问题的能力。试题情景联系生活实际，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 （1）需测的物理量有例1实验步骤①中弹簧测力计的示数F、和步骤③中针筒有刻度部分的长度L； （2）山顶的大气压强； （3），花果山的高度为。 如图是小明做“估测大气压的值”的实验示意图． （1）请将下列实验步骤补充完整． A．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔． B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器活塞．当注射器的活塞刚开始滑动时，记下，即等于大气对活塞的压力F． C．用刻度尺测出注射器，记为L，读出注射器的容积V，则活塞的面积S= D．最后计算出此时大气压的数值p= （写出表达式）． （2）实验中，小明正确使用了测量仪器，且读数正确，但发现测量结果总是偏小，其主要原因是 ． （3）实验中，由于活塞与注射器筒之间存在摩擦，这会导致大气压的测量值（“偏大”或“偏小”）．
专题四：测量大气压强实验 1．小虎同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。 （1）实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是_____________________。 （2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始 滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻 度的长L，则大气压的值可表示为p=_______。 （3）实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处；一是减小____________；二是_________________________________。 （4）实验过程中注射器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （5）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用____（选填“甲”或“乙”）注射器，理由是____________________。2．如图所示，小玮想估测大气压的大小，她设计的实验方案如下： A．记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力 B．将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘。 C．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面。 D．量出吸盘与玻璃板接触面的直径，计算出吸盘与玻璃板的接触 面积为S。 E．根据p=F/S，计算出大气压的大小p。 （1）小玮由于疏忽，将前三项的顺序写颠倒了，正确的顺序是_____ （2）实验中小玮将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘的目的是______________；（3）如果实验中小玮所用的弹簧测力计的量程是0～5N，吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2，她_______（选填“能”或“不能”）测出大气压的大小（设大气压约为1.0×105Pa） （4）要测出大气压的大小，你认为实验中所选吸盘的面积应尽量______（选填“大一些”或“小一些”）。 （5）小玮通过实验测出的大气压值与1标准大气压值相差很大。她分析，可能是测得的吸盘面积不准确，也可能是吸盘与玻璃板面脱离时，弹簧测力计的读数不准确，还可能是___________________________（写出一条）。 （6）小玮又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值。这说明大气压的方向是________________。 3．物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小，他们拿来一个带挂钩的吸盘，将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面，用一个可装细沙的购物袋(质量不计)挂在挂钩下。如图所示，向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来，由此可得到大气压的大小。 （1）本实验主要的测量器材：__________、__________； （2）需要直接测量的物理量：__________________________、____________； （3）大气压的表达式P=_______； （4）如果测出的大气压仅为0.8×105Pa，实验中可能存在的问题是：___________________
2019年中考物理实验专题复习—— 探究粗略测量大气压的实验 命题点 1.原理：根据p=可知测量压强时需要测量的物理量 2.过程：利用平衡力法求出吸盘脱落时的大气压的压强；根据与吸盘脱落时与水桶及水的总重力相平衡的吸盘内外的气压压力差分析； 3.注意：利用注射器的实验中要排出注射器内的空气，这样在拉动活塞时，注射器内部会接近于真空，这样才能测出大气的压力； 典题欣赏: 1．（2018?咸宁）物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下： A．把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔； B．如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F； C．读出注射器针筒上有刻度部分的容积V； D．用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。 请根据他们设计的方案回答以下问题： （1）测量中，分析研究的是大气对（选填“针筒”或“活塞”）的压力，当活塞相对于针筒开始滑动时，以地面为参照物，研究对象处于状态。若不考虑其它因素，根据的知识可知，研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
（2）实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。同学们联想到去医院打针的情景，可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是。 （3）测量前，有同学建议在活塞周闱涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处：一是活塞的密封性好；二是可以。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减小对实验的影响，从而提高实验的精确程度。 （4）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的（选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则p=。 2．（2018?无锡）为了测量大气压强，某同学选择的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的弹簧测力计、刻度尺和细线，实验步骤如下 （1）如图甲，用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L=cm。 （2）如图乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，水平向右慢慢拉动注射器简，当注射器中的活塞开始滑动时，记录弹簧测力计的示数F=N。（3）该同学所测得的大气压强值为Pa。 3．（2017年宜宾）利用容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值． （1）实验的原理是； （2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是，然后用一个橡皮帽封