粗略测量大气压强的常见方法
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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/L②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。
测量大气压的三种实验方法作者:徐玉霞来源:《物理教学探讨》2007年第21期1 托里拆利实验法器材:长约1m一端开口的玻璃管,水银槽,水银,刻度尺步骤:(1)将开口向上的玻璃管内装满水银;(2)用手指堵住管口,将其倒立在装有适量水银的水银槽内;(3)用刻度尺测量出管内外水银面的高度差H。
结果分析:由于玻璃管上方是真空,H高水银柱产生的压强与大气压强平衡。
因此有: P气=P汞=ρ汞gH2 “吸盘”测量法器材:吸盘,玻璃板(或水平桌面),弹簧测力计,刻度尺,尼龙绳步骤:(1)用刻度尺测出吸盘的直径D;(2)将吸盘按在光滑的水平桌面上,挤净里面的空气:(3)用弹簧测力计测量刚把吸盘拉离玻璃时的大气压力F。
结果分析:3 “注射器”测量法器材:注射器,弹簧测力计,刻度尺,尼龙绳步骤:(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;(2)用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,然后水平慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下测力计的示数F;(3)用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L,根据注射器的最大刻度V,计算得到活塞的横截面积S。
结果分析:上述三种实验法的共同之处:都是间接测量法,都用到了等效替代和二力平衡的知识。
法一中水银柱产生的压强与大气压强相等,通过测水银柱产生的压强而测出大气压强。
法二、法三中,要测大气压力,需要测出与其二力平衡的测力计的拉力。
不同之处:法一中水银柱上方的真空是比较容易得到,由于p=ρgh,液体压强与水银柱的高度有关,而水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压等都无关,因此测量结果较准确。
但是由于水银有毒,若用水柱代替,一个标准大气压强P0=1.01×105Pa又相当于水柱高:H水=10.3m,所以不宜在教室里演示给学生看,(测量水柱实验可在教学楼一到四楼楼梯进行,事先把水槽、水、橡皮水管设置好,米尺固定在楼梯上,由几个学生操作:在水槽旁、拉水管、读读数,进行实验。
测量大气压的几种方法
1.水银柱气压计:这是最传统和常见的测量大气压的方法。
它使用一根被封闭的玻璃管,其中填充有水银。
当将管的一端浸入水银中并封闭管口后,大气压会通过管口的泄漏来平衡水银柱的高度。
通过读取水银柱的高度,可以得到大气压的数值。
2.气压计:这是一种电子设备,利用电子元件上的压力传感器来测量大气压。
电子元件会受到大气压的作用而产生微小的形变,从而产生电信号。
这个信号可以被放大并转化成气压的数值。
3.高度计法:这是一种间接测量大气压的方法。
根据大气压随着高度的变化而变化的原理,可以通过测量其中一地点的海拔高度来推测该地点的大气压。
通常使用的仪器是气压高度计,通过测量大气压的高度变化来计算海拔高度。
4.沙漏定理:这是根据流体静力学原理推导出的一种间接测量大气压的方法。
该方法利用一个玻璃容器,其中充满了水,并与一个用特定孔径连接的沙漏相连。
当打开沙漏,水开始流动,水位会随着大气压的变化而变化。
通过观察水位的变化可以推测大气压的变化。
5.摄氏度梯度法:这是一种间接测量大气压的方法,它基于摄氏度和大气压之间的关系。
该方法通过测量水银柱的高度变化和温度的变化来计算大气压的变化。
通过观察水银柱的温度和高度的变化,可以推测大气压的变化。
综上所述,测量大气压的方法有水银柱气压计、气压计、高度计法、沙漏定理和摄氏度梯度法。
不同的方法适用于不同的情况和场景,选择适当的测量方法可以帮助我们准确地了解大气压的变化。
大气压的估测方法
大气压的估测方法主要有以下几种:
1. 气压计:气压计是一种测量大气压力的仪器。
常见的气压计包括水银气压计和音波气压计等。
水银气压计通过测量在气体压力作用下水银柱的高度变化来估测大气压力。
2. 高度计:大气压力与海平面上的标准大气压力的关系是一个指数函数关系。
通过测量某一高度处的气压值,可以通过气压与高度的对应关系计算出该地点的海拔高度,从而估测大气压力。
3. 天气预报:天气预报中常常会给出当天或未来几天的大气压力变化趋势。
通过观察天气预报中的大气压力变化情况,可以对大气压力进行估测。
4. 气象卫星和雷达:气象卫星和雷达可以通过观测大气层中的云的形态和云的运动情况来间接估测大气压力的变化。
5. 模型计算:通过建立物理或数学模型来模拟大气的物理过程和气压变化规律,可以对大气压力进行估测。
需要注意的是,以上方法都是对大气压力进行估测的方法,其结果可能存在一定的误差。
因此,为了得到更准确的大气压力值,一般需要结合多种方法进行综合
估测。
粗测大气压值一、实验原理:S F P 0二、实验步骤:(1)测S①用刻度尺测针筒全部刻度的长度L ②观察针筒体积V 则:LVS (2)测F原理:二力平衡(大气压F =F )①排尽针筒内空气,封口②安装好装置,用力拉针筒,当针筒刚好被拉动时,记下弹簧测力计的示数 F 三、实验结论:VFL L VF S F P 大气压0四、误差分析:偏大:对活塞进行受力分析知:活塞受到两个力,拉力和大气压力,如果针筒和活塞之间有摩擦力,导致拉力比大气压力大,计算结果偏大。
偏小:针筒内空气没有排尽,导致拉力偏小,测得的大气压值偏小。
五、改进方法:①针筒与活塞之间用水润滑和密封。
②测力时,先不密封针筒,水平拉动活塞,读出测力计示数,即摩擦力。
例题:利用吸盘测量大气压例1为测量大气压强的数值,王欣同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S ;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图1所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G 。
(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是__________,所测大气压强的数值是_____________。
(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):___________________________________。
解析:如果不挤出塑料吸盘内的空气,虽然吸盘的上下两个面都受到大气压强,但它们大小相等,方向相反,彼此平衡,吸盘下面是不可能挂住物体的。
挤出塑料吸盘内的空气,吸盘就只受到大气给它向上的压力,其大小为F=PS(P为大气压,S为吸盘压在玻璃上的面积)。
吸盘还要承受塑料挂钩、小桶和沙的总重力G,当吸盘刚好脱落玻璃板时,可以认为F=G,根据以上两个等式就可以测量出大气压的数值。
可以想象,如果吸盘里面存有空气,它就会抵消一部分外面的大气压,使所测大气压强的数值偏小。
大气压力是怎么测量的应物理老师的号召,本文将通过介绍大气压力的测量方法,帮助读者了解大气压力的测量原理及其应用。
1、静气压仪法静气压仪,也称压强计、气压表,是一种利用“低压-大面积”原理,来测量受重力影响的各种气体压力的仪器。
严格来说,静气压仪法不能用来测量气压,只能作为大气压力的一个参考。
一般来说,静气压仪法适用于大范围的高度,在海拔0-2000米多的观测中,可以较好的测量的大气压力,器材简单,现在大量的气象站即使用了它来测量大气压力。
2、石英气压晶法石英气压晶是一种利用石英晶片受气体压力上升方法来测量大气压力的仪器,原理类似于用普通气压表测量大气压力,但它具有高精度、自动化、高灵敏度和快速反应等优点,因此一般被用于高精度及小范围的大气压力测量中。
它也被广泛应用于气象自动站、船舶及气象卫星载体,气象研究单位的各种自动化仪器的测量中。
3、负压钟法负压钟法是在安培-黎斯特定律的基础上通过物理实验所研制的,是20世纪最常用的测量大气压的方法,它的原理是将负压导入密封的容器中,用读数针指示仪来直接测量所输入的压力变化,从而推算出大气压力的大小。
我们可以以它输入不同类型的压力针来指示不同尺度的大气压力读数,因此它可以被应用于中小规模的大气压力测量中,用途广泛。
4、无接触传感器法无接触传感器法,也称传感器电容法,是利用滤波技术以及传感器电容原理,来测量大气压力的技术,它能够将空气中因压力变化而产生的电场效应转换成可以观测的电信号;它具有抗干扰性强,可精准、稳定、快速测量等优点,因此它可以被用于全球范围内的气压测量。
5、气柱位移测定法气柱位移测定法,也称流变计法,是利用液体受容其容器空气压力的变化而发生的位移量来测量大气压力的技术,它的优点是测量的反应速度快,稳定性高。
一般用于滤波,气象站及近海航行等用途。
以上就是关于大气压力的测量方法,大多数测量原理都是基于静气体压的测量原理,如果你对以上有任何疑问,可以去咨询物理老师或者去理解更深入的理论知识。
粗略测量大气压的方法实验探究题1.在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中。
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会(内凹/外凸);(2)通过比较C、D两个图,可得到结论:同一种液体的压强随的增加而增大;(3)通过比较两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论:。
2.如图所示是托里拆利实验,完成下面的问题。
(实验过程)某实验小组进行了如下探究:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲),然后倒插在水银槽中(如图乙)。
放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差为760mm(如图丙)。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为mm。
(2)此时大气压强的数值760mm水银柱产生的压强(填“大于”、“小于”或“等于”);(3)通过计算可知当时的气压为pa。
(4)将图丙中玻璃管竖直向上提起1cm,管口仍在水银槽的水银面以下,稳定后管内外水银面的高度差为mm;(5)实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将,水银柱的长度将。
(均选填“变长”“变短”“不变”)(6)将玻璃管倾斜(如图丁),管口仍在水银槽的水银面以下,水银柱也没到达试管底部,此时管内外水银面的高度差760mm(填“大于”、“小于”或“等于”);(7)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要。
(选填“偏大”或“偏小”)(8)实验中不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是。
(9)将玻璃管倾斜(如图丁),管口仍在水银槽的水银面以下,水银柱也没到达试管底部,此时管内外水银面的高度差760mm(填“大于”、“小于”或“等于”);(10)实验后,同学们进行了反思,小明说,由于水银对人体有害,可以换用水做实验。
小明提供的改进办法可行吗?为什么?3.某科学实验小组利用注射器、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:A.先让注射器吸入少量水,将活塞推至注射器底端,当注射器小孔充满水后,然后再用橡皮帽封住注射器的小孔。
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
例 1.在做托里拆利实验时,测得水银柱的竖直高度就是76cm,真空部分长度为24cm,则下列说法中正确的就是( )
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,则水银柱高度不再就是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就是76cm
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就是不变的,故水银柱的高仍就是76cm,那么真空柱的长度就就是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,所以粗细就是否均匀,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就是指其竖直高度,要保证竖直高度仍就是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就是正确的。
二、利用玻璃吸盘测量
例2.市场上有一种圆形软塑料吸盘,把它摆在玻璃上,挤出它与玻璃之间的空气,它就可以“吸”在玻璃上。
请您用这样的吸盘、弹簧秤与刻度尺,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。
分析:由于大气压强等于压力除面积,当把圆形软塑料吸盘“吸”在玻璃上拉开时,拉力就等于大气压对它的压力;吸盘的面积可用刻度尺测其直径,然后再将大气压强计算得出。
解:(1)实验步骤:①将吸盘“吸”在竖直的穿衣橱玻璃上,用弹簧秤沿水平方向拉它,直至吸盘被拉得脱离玻璃,读出弹簧秤的示数,记为F;②用刻度尺测出吸盘的直径,记为D。
(2)由于圆盘的面积为S=π()2,则大气压为p=。
三、利用注射器测量
例3.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)图甲就是按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”或“不变”)
解析:(1)注射器的最大可读容积就就是它的量程,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。
点评:该题融合了长度测量、压强计算、误差分析等多方面的知识,完全可以让学生在家就能进行测量。