托里拆利实验教具的改进

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托里拆利实验教具的改进
托里拆利实验首次测出了大气压强的准确值,但常规托里拆利实验在进行时需要用到敞口的水银槽,这样就会使用大量的水银但是水银属于有毒的金属,具有一定的危险性,所以一般都是建议使用录像播放。但由于,实验通常只是以播放实验视频的形式进行,所以学生对于其中的实验方法和实验思想很难理解,所以本次改进主要目的是减少水银的使用,将敞口的实验环境改进为密封的实验环境。
1.托里拆利实验的作用
托里拆利实验对于大气压的研究具有重要的意义,他首次准确测出了大气压强的大小。
2.托里拆利实验的实验教具制作及其改进
改进的实验的仪器如下:长约1米的一端封闭的玻璃管用橡胶管和注射器针筒相连接,从针筒到玻璃管顶端灌满水银,将管内空气全部排出,在玻璃管以及大注射器后方沾上强磁铁,方便放于黑板上演示,使学生近距离接触到托里拆利实验。
托里拆利实验改进后的教具及结构图
3.改进后实验效果的检验
首先将注射器的将针筒固定,用带有手套的手指堵住玻璃管管口,将玻璃管倒立过来。
观察到放手时水银柱高度会下降,当下降到一定程度后,水银柱便会停止下降,这时候用刻度尺进行测量,得到760mm水银柱高。并进行以下操作:
如果将玻璃管向上移动一段距离,观察BC段水银柱的高度是否发生改变?
如果将玻璃管向下移动一段距离,观察BC段水银柱的高度是否发生改变?
如果将玻璃管倾斜,观察BC段水银柱的高度是否发生改变
通过观察,发现BC段水银柱的高度与玻璃管的上移,下移,倾斜无关。
4.改进后的托里拆利实验效果对比
改进后的实验首先将应使用大量水银的实验减少为少量使用,既减少了实验的成本,又由于水银具有一定的危险性,减少水银量的使用,其次将敞口的水银槽改进为注射器,大大减少了实验的危险性。再有,改进后的实验将录像改为实际演示,特别是通过实验操作,让学生以近距离的感官获得的感性知识,通过老师的引导不仅培养学生思考和分析问题的能力、也培养其思维的缜密性和计算能力;同时让学生学会了用转换法的思路和等效替代的方法来获取科学知识。
(二)实验教具的创新
由于大气压强这一节内容十分抽象,学生觉得生涩难懂,学生很难将生活与物理相结合,理解生活中的一些关于大气压强的物理现象,为解决这一问题,笔者从生活中取材,选择生活中的一些现象来进行思考,进行教具的创新,力图使学生能够理论联系实际,解决生活中的问题。