【科技小製作】水和大氣壓力--讓孩子在玩樂的同時學到科學知識

2021-02-14 科技小製作

大氣壓力實驗,讓孩子在玩樂的同時學到科學知識,請以孩子的視覺來審視這篇文章

1、知識普及:

地球的周圍被厚厚的空氣包圍著,這些空氣被稱為大氣層,空氣可以像水那樣自由的流動,同時它也受重力作用,因此空氣的內部向各個方向都有壓強,這個壓強被稱為大氣壓,在1643年義大利科學家託裡查理在一根80釐米長的細玻璃管中注滿水銀倒置在盛有水銀的水槽中,發現玻璃管中的水銀大約下降了4釐米後就不再下降了,這4釐米的空間無空氣進入,是真空。託裡查理據此推斷大氣的壓強就等於水銀柱的長度。後來科學家們根據壓強公式準確地算出了大氣壓在標準狀態下為1.013乘以10pa,我們現在不需要掌握這些複雜的原理,旨在感覺一下大氣佔據空間和存在的大氣壓力現象。

2、大氣壓力實驗認知:

大氣壓力的概念:大氣壓力是地球表面覆蓋有一層厚厚的由空氣組成的大氣層。在大氣層中的物體,都要受到空氣分子撞擊產生的壓力。也可以認為,大氣壓力是大氣層中的物體受大氣層自身重力產生的作用於物體上的壓力。

大氣壓力產生的原因:大氣壓力的產生是地球引力作用的結果,由於地球引力,大氣被「吸」在地球周圍,因而產生了壓力,靠近地面處大氣壓力最大,氣象科學上的氣壓,是指單位面積上所受大氣柱的重量(大氣壓強),也就是大氣柱在單位面積上所施加的壓力。

3、實驗準備

塑料杯一個 圓形紙片一張,餐巾紙一張,桌球一個,通明水盆一個

實驗一:

1、餐巾紙放入塑料杯,底部倒置不掉

2、塑料杯倒立放置,與水盆的水平面保持平行地把被子用力往水下壓,直到杯口接觸盆底。

3、觀察現象後把杯子垂直向上提出水面

4、重複步驟2的方式,再次把塑料杯侵入水中,當杯口接觸到盆底時,稍微傾斜背身

實驗現象:

步驟2中水沒有流進杯內,杯內幾乎還是乾燥狀態

步驟3中杯內的紙幾乎沒有變溼,仍然保持乾燥

步驟4中一串串氣泡從杯口跑出來,上升冒出水面,水陸續流進杯內,最後紙浸溼了。

實驗二:

1、把桌球放置在盆內的水面上

2、把塑料杯倒立放置,並且使塑料杯蓋住桌球,然後用力往下壓,直到杯口接觸到盆底

3、把塑料杯垂直向上提出水面

4、重複步驟2,再次把被子浸入水中,杯口接觸到盆底時,稍微傾斜背身,觀察現象

實驗現象:

步驟2中水沒有流入塑料杯內,桌球持續維持在盆底的位置

步驟3杯內幾乎還是乾燥狀態

步驟4中一串串氣泡從杯口中跑出來,上升冒出水面,水陸續流進杯內,桌球在杯內向上漂浮

實驗三:

1、將塑料杯裝滿水,裝至水溢出為止

2、小心地把圓片光滑的一面放在杯口上不留空隙

3、一手拿住被子,另一手用手指按住圓片,快速地將杯子倒過來

4、輕輕地扳手從卡片上拿開,觀察現象

4、小結:實驗一和實驗二塑料杯內的空氣阻止了水流進杯內,所以杯裡的紙(桌球)沒有被弄溼,傾斜杯身時,杯內的空氣跑了出來,讓水流進了杯內,佔據了原本空氣佔有的空間;實驗三中由於水的重量作用,杯子底部和水面會產生一部分真空,圓片下方受到大氣壓力大於杯中的水重量,所以圓片能承受水的重量且不讓水外流。

5、 提示:

實驗操作中杯子倒置浸入水盆時,一定要垂直的浸入,實驗三杯中水要倒滿,圓片與杯口結合要平整,倒置操作時要平穩。

6、知識拓展:

我們平時掛物品的吸盤掛鈎就是利用大氣壓力這個原理,當吸盤用力地按在光滑的牆上時,吸盤裡的空氣就會被擠壓出來,形成密封狀態,吸盤外的空氣壓力就將吸盤緊緊地壓在牆上;當吸盤邊緣稍稍抬起時,空氣就會進入吸盤,這時吸盤內外的空氣壓力一樣大,就不能被壓在牆上了。

7、安全提示:

實驗必須在大人或老師的指導下操作,任何器材不能入口。

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