托里拆利实验的原理解释
(2016-01-21 21:34:49)
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大气压强压强差流体压强连通器托里拆利实验 |
分类: 学习 |
群里讨论托里拆利实验的原理时,一线教师,都不能完美解释,这是物理教师的悲哀啊。现在托里拆利实验已经不作要求了,几年前还是要求做的。实验是做出来了,产生这一现象的原理却解释得含混不清。最为普遍的一种解释办法是连通器法,这种方法也是本人刚教学时用的一种方法,但是用这种方法解释,只用过了一两届,感觉这种解释太过牵强,也不适合压强教学的整体性。
连通器法是这样解释的,两端开口,底部连通的容器内装入流体时,在容器底部某流体截面左右侧产生的压强相等,流体静止。这里流体截面是任意的,可是截取底部也可以截取有流体存在的任何位置。如果流体存在两种及以上地,同样可以使用这种方法解释,只是解释起来有点复杂。使用连通器法解释托里拆利实验时,就要用于水银与空气两种流体,还必须假设两种流体面上都是真空,这是一种让学生思维凝固的假设。
实际托里拆利实验,只要使用活塞原理解释就可以了,苏教版通过皮吸、针筒来估测大气压强值,发现这两个实验都存在漏气、摩擦、活塞截面变形等问题,使用的大气压强计算公式也只是p=F/S,同样托里拆利实验也是这个原理,只是托里拆利实验更加巧妙罢了。
在针筒实验的基础上进行拓展,如果活塞与筒壁没有摩擦,也无需通过挂钩码来调节向下的拉力,而是直接通过流动的水银液体来自动调节实现力的平衡,这难道不是一个十分巧妙完美的实验吗?大气压力,是气压的一种特例,在教学过程中,一定要回归气体压力是由压力差引发的这一点上来。空气是流体,各个方向上都存在压强,因此水银柱上下表面的压强差与截面积的乘积,就是水银柱的重力,这样还是回归到了受力分析,还是回归到了压强公式上来进行解释,学生会更加受欢迎的。