◇ 张爽爽
(广安市前锋区小井乡小学校 广安 638019)
【摘 要】：托里拆利实验测量大气压强时操作上存在一些不足，特别是农村初中没得条件做托里拆利实验，在这里介绍几种方便可操作的方法测大气压强。
【关键词】：大气压强 塑料吸盘 注射器
前言：八年级物理下册第九章第三节大气压强中根据著名的马德堡半球实验，不仅证明了 大气压强的存在，还表明了大气压强是很大的。而大气压强的大小在教材中是利用托利拆利实验测量的，在实际的教学过程中发现不少的同学不太理解该实验现象，并且该实验操作过程中水银容易挥发成水银蒸汽，具有一定的毒性，对学生，老师的身体有影响，所以在这里介绍几种简单粗略测量大气压强的方法。
一、利用塑料吸盘粗略测大气压
实验器材：塑料吸盘、玻璃板、沙袋、细沙、凡士林、电子称、铁板支撑架等．测量仪器模型如图１所示，实物图见图 ２．
.jpg)
图二利用塑料吸盘粗略测大气压实验装置实物图
测量仪器的使用：
１）把塑料小吸盘倒吸在水平玻璃板，挤出里的空气。
２）把沙袋挂在塑料小吸盘的挂钩上，然后逐渐向塑料袋内慢慢地加入细沙．当细沙加到一定程度时塑料小吸盘就会从玻璃板下掉下来，此时说明恰好达到临界状态，然后用电子称称出沙袋的质量ｍ，则可计算出沙袋所受到的重力G．
３）测量塑料小吸盘的横截面积Ｓ
４）由ｐ＝Ｆ／Ｓ 计算此时大气压强的数值．在实验时可以借助数学方法先确定圆心，然后再测量出直径的大小，算出半径ｒ，再由Ｓ＝πｒ２ 计算出横截面积Ｓ 的大小．
实验数据见表１．表中ｒ为吸盘半径，ｍ挂为挂钩质量，ｍ细为细沙质量，ｍ总为总质量，ｐ 为通过测量计算出的大气压强，与标准大气压值（１．０１３×１０５ Ｐａ）相比，平均误差为２．５％
表１ 用塑料吸盘测量大气压的实验数据
.jpg)
图三
二、用废旧玻璃瓶测大气压
实验器材 带有盖的玻璃瓶、染色的水、烧杯、透明玻璃管、注射器、天平。实验步骤
1．用天平测出瓶和盖的总质量m1, 然后将瓶装满水, 用天平测出它的质量m2，得出瓶子的容积为V0 = V水= ( m2 - m1 ) /ρ水, 再将水倒出、烘干后, 竖直放置。
2．旋转瓶盖, 关闭活塞k, 使瓶内封闭有一定质量的气体。
.jpg)
图四 图五
3.用注射器将烧杯中的水注入长为L直径为d的塑料管中,直至管口0的位置为止, 如图四.
4.旋转瓶盖, 打开活塞k, 水开始流入瓶内。流出一定的体积后, 便停止流动, 如图五,此时记下玻璃管内水的高度h, 同时, 求出流到瓶内水的体积: V
5 实验推导
对瓶内气体, 初状态时: 压强P1 = P0,体积V1 = V0 = ( m2 - m1 ) /ρ水
末状态时: 压强P2 = P0 + ρ水gh,
体积V2 = V0 - V = V0 –A=体积体积体积V2=V0-V=V0-π（d/2）2(L-h)
气体发生等温变化，根据玻意耳定律有：
P1V1=P2V2
即P0V0=(P0+ρ水gh)(V0-V)则
P0=ρ水gh(V0-V)/V
将所得实验数据带入表达式的：
P0=0.979×105Pa
点评：本实验测的实验数据准确，误差较小，但实验操作过程难以掌控，对实验装置气密性要求较高，特别是活塞k的制作非常重要。在整个实验最难的是保证玻璃瓶中的水，空气以及玻璃瓶自身的温度不变。
三、利用注射器等粗略测大气压
医用注射器的筒壁上标有刻度（即针筒的容积），利用其刻度可以粗略地测大气压值。具体方法如下：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，这样做的目的是排尽管内空气；②如图１所示，用细尼龙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，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞水平向右匀速缓慢移动时，记下弹簧测力计的示数为ＦＮ，记下活塞所在位置时体积为ＶＬ。③如图２所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为Ｌｍ，计算出活塞的横截面积；④计算得到大气压强Ｐ＝（Ｆ×Ｌ）／Ｖ Ｐａ。
１)在注射器筒的尖端处还有一段小孔，活塞无法到达这里，这样将会导致在小孔中留有残留的空气，影响测量使拉力偏小，从而导致测量值偏小，出现较大的误差，为了避免误差，可用蜡烛油封堵注射器前端小口排尽空气。
２）由于注射器筒与活塞之间的摩擦力较大对测量结果的影响也较大．针对这个问题可在活塞上涂少许洗洁精来减少摩擦力并增加密封性。
３）在实验过程中尽可能的沿一条直线匀速拉动弹簧测力计，减少晃动带来的读数误差。
参考文献：
【1】代伟 利用塑料吸盘粗测大气压 物理实验 2013.8
【2】刘永树 注射器在物理实验中的妙用 中小学实验与装备 2012.1
【3】张仁义 用废旧酒瓶和酒瓶盖等测大气压强 小学实验装备 2009.3
论文作者:张爽爽
论文发表刊物:《读写算(新课程论坛)》2013年10期（下）供稿
论文发表时间:2014-5-5
标签：压强论文; 注射器论文; 吸盘论文; 活塞论文; 大气论文; 大气压论文; 测量论文; 《读写算(新课程论坛)》2013年10期（下）供稿论文;