在初中物理教材中,絕大多數儀器的物理原理以及讀數都比較容易理解,比如說測量長度的刻度尺,測量質量的天平,測量體積的量筒,測量力的彈簧測力計,測量溫度的溫度計,測量電流的電流表、測量電壓的電壓表等等,這些一起都只需要看明白量程和分度值,基本就不會存在讀數錯誤。
但是有一種儀器,很多初中生初次遇到這種儀器時或者說初次做到這種題時,如果不假思索,必錯無疑!
此儀器就是「氣壓計」(與之類似的還有密度計,但是初中很少考查其讀數變化問題,此處不談了)。
在初中物理課本中,所提到的氣壓計是「自製氣壓計」,這種儀器的奇特之處就在於,其液面顯示的刻度與生活常識中的讀數不同,很是反認知、反常識。因此凡是按照常識來做題的同學必錯無疑!
到底是為什麼呢?又到底如何反常識的呢?
我們要真正了解其中的物理原因,就必須明白製作氣壓計的過程。
在初中物理教材中,自製氣壓計的方法是:在一個瓶子中裝入適量帶顏色的水,取一根透明吸管,在管壁上畫出刻度,穿過橡皮塞並插入水中。從管口向瓶內吹入少量氣體,使瓶內氣體壓強大於大氣壓。停止吹氣後,水沿吸管上升到瓶口以上。(注意:瓶口必須密合,不能漏氣;也不能直接用手拿瓶子,以免瓶子受熱後,影響瓶內氣體的壓強。)
整個製作過程就是這樣的簡單!
那麼,反常識的地方在哪兒呢?
我們來看看下面這道八年級物理期中考試題就明白了:
當我們拿著這種自製氣壓計從低處走到高處時,玻璃管內的水柱高度會怎麼變化呢?變高!這沒問題。絕大多數學生都能答對。這說明什麼呢?有不少初中生開始想當然了,不假思索的得出了「大氣壓隨著高度的增加而增大」的結論,全然不顧現實了,一切跟著常識走,他們的常識就是「其他的儀器都是液面越高,所代表的物理量就越大啊,比如說溫度計,液面越高,不就代表著溫度越高麼!
可是,這裡並非如此,他們出錯的原因是,沒有搞明白液面上升的物理原因。
正確的解釋是,瓶子內部液面上升,說明外界氣壓變低了,因為只有外界氣壓變低,液柱才能在瓶子內部氣壓的作用下上升!所以大氣壓隨高度的增加而變小!
另外,令人匪夷所思的是,位置越高,大氣壓越低應該是小學就已經學了的啊,越高大氣越稀薄,自然壓強會變小啊!這些出錯的學生竟然在寫完錯誤結論後也不想想這一點!
由此可以看出來,有些中學生在做物理題時是不動腦子的,或者說考慮問題不全面,為了做題而做題,做了題之後也從來不會去深入思考一下,不會去檢驗,更不會去用假設法去驗證正確與否。
中學生朋友們,養成深入思考問題、全面考慮問題、善於檢查的習慣吧,為了美好的未來,加油!