[发明专利]大气压实验仪

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种教学仪器，具体为探究大气压强是否存在的大气压实验仪。

背景技术

现行初中物理探究大气压强是否存在的实验中，有一个较为出名的“倒吸试管”实验，做法是，找两支大小不同的试管，要求大试管的内径略大于小试管的外径，使两支试管刚好套在一起没有太大的缝隙。在大试管内装约半试管水，将小试管漂浮在大试管内的水面上，然后用食指托住小试管，将大试管倒过来，不用担心放开手后小试管会掉下去。你将看到水从试管壁间缓缓流下，小试管慢慢地向上钻进了大试管，直到两个试管底碰在一起。你能说出其中道理吗？原来，当两个试管一起倒过来后，水沿试管壁往下流，两个试管间的压强减小，大气压就把小试管顶了上去。

该实验能取得出乎意料的实验效果，能极大的调动学生的学习积极性，但存在思维上的难点：

不少学生会认为小试管的上升，是上部水压减小吸上去的吧？和外部的大气压有没有关系呢？有怎样的关系，如何证明呢？

造成学生产生如此想法的原因是：只改变了此条件(小试管上方液体压强)，又要把得出的现象说成是彼条件(小试管下方的大气压)存在的证据，不符合变量控制法、逻辑不严谨，增大了理解难度。

发明内容

本发明的目的是：提供一种符合变量控制法的、克服思维障碍的大气压实验仪器。

本发明所采用的技术方案是：一种大气压实验仪，由无色透明的柱形管、外径略小于柱形管内径的可插入柱形管内的试管构成，其特征在于：所述柱形管的两端均为开口端。

采用上述结构后，就可以在柱形管上部的开口处配胶塞(或用手指堵住)，使得试管内的水有“密闭”、及“与外界大气相通”两种状态的变化，在堵住上端的开口时，试管会随着水的排出而上升；但在未堵柱形管上端的开口时，试管则与水一同下落。从而明确“下方大气压对试管向上顶”的认识，符合科学研究中“变量控制法”的精髓。

本发明的有益效果是：

①、突出悬念，趣味性强、效果好。

②、方便好用：易于组装，便于重复演示。

③、成本低廉、易于推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1.试管，2.柱形管，3.水，4.胶塞。

具体实施方式

如图1所示，柱形管2的两端均开口，其中一端的开口用于试管1的插入，另一端的开口用于插入胶塞4以堵住开口。试管1的外径应略小于柱形管2的内径，以使试管1刚好能套柱形管2内，并应两者间没有太大的缝隙。

为便于观察试管的移动，所述试管应为有色材料制作；或所述试管为无色玻璃制成，但试管底部内壁塞上有色填充物，如有色的气球材料的一小块；或试管上粘贴有有色的标签条。

用法：

1、巧设悬念、不装水：将试管放入柱形管内，堵与不堵上部开口处，小试管均要下落，间：若在是里面装满水，小试管会下落、不动、上升？

2、在柱形管内装满水，将小试管插入柱形管内约三分之一处，用大拇指(或用胶塞)堵在柱形管的一个开口处，再一起倒立过来。会发现水向下流出，同时，里面的小试管不断上升。

3、[引导探究]柱形管内装满了水，小试管为什么要上升呢？

是因为水排除了里面的空气，小试管上部的水向下流动，水压减小，于是小试管被下部的气压顶向上部。

4、[学生疑惑]小试管的上升，是上部水压减小吸上去的吧？和外部气压有没有关系呢？有怎样的关系，如何证明呢？

5、重复上述第2步，不堵柱形管上端的开口处，小试管上部的水和外部空气相通，水压等于外部气压，于是小试管上部的水压和下部的气压差为零，会发现水及小试管在自身重力作用下立即下落。