显示大气压力的两个演示实验
吴国勇
在“大气的压强”的教学中，通过演示实验和自主性学习体验到大气压强的存在是这节课的重点，也是引导学生体会大气压强存在的关键.而教材中的演示实验是有限的，能够演示大气压强的实验也不少，但是有些演示实验不是实验过程复杂、效果差，就是成本高，或者费时等等，如马德堡半球模拟演示实验，将两个半球对在一起，然后用抽气机将中间的空气抽出，这就需要较长的时间.由于仪器老化，半球的密封性变差，使得球内的空气也不易抽尽，导致学生在拉球时不用费很大的力就可以把半球拉开，不能反映大气压有很大压力的物理事实.因此，需要物理教师挖掘实验资源，引导学生到生活中去找原型，用创新的教学手段，展示生动、有趣、明了、简捷的气压应用实例，以加强学生运用所学知识解决实际问题的能力，培养他们的观察能力、动手能力及创新思维能力.
本文介绍两个大气压应用的创新实验.
1一张报纸的力量
报纸是一种常见的学习资料，用报纸做实验器材，对学生来说有特别的新鲜感，笔者用报纸做的实验接近10个，用报纸演示大气压强的实验就是其中的一个.请看“一张报纸的力量”的演示实验.
[实验器材]
几根约1 m长的同规格木板条、一张大报纸、小铁锤先把一根长约1 m、厚度约5 mm、宽约50 mm的薄木板条，放在平整的桌面上，木板条的三分之一露在桌子边缘的外边，用小铁锤猛力敲击薄木板条，瞬间薄木板条迅猛向上跳起，薄木板条只是有点受损而并没有敲断.再取一根同样规格的长约1 m、厚度约5 mm、宽约50 mm的薄木板条，放在平整的桌面上，木板条的三分之一露在桌子边缘的外边（如图1所示），再取一张完好无损的报纸，把这张报纸覆盖铺在平整的桌面及木板条上，用手把报纸抹平，使报纸尽可能贴近桌面.然后举起你的右手对准露出部分木板条的一端，用力快速向下劈（也可以用小铁锤敲击，如图2所示），“啪”的一声，木板条露出的部分在桌面边缘处折断了，而铺在桌面上的报纸和木板条纹丝不动（如图3所示）.精彩实验效果、鲜明的实验现象对比，不仅给学生留下深刻的印象，而且激起学生强烈的探究欲望：为什么报纸会有这么大的压力？原来是大气压在暗中帮了大忙.因为大气压强是每平方厘米1千克（力），一张报纸上的大气压力非常之大.虽然报纸的上下表面都存在大气压力，但是在极短的时间内要使报纸跳起身来，上表面的大气压力就显现出来了.就好比站在水里的人，他前后都有水的压力，但是要他在水里快速奔跑能做到吗？
学生对水里有较大的压力或阻力还是有一定的感性认识的，但对大气压强的存在及其数值较大缺乏认识，这有几方面的原因：一是空气的密度相对于水的密度要小得很多很多，因此人们对空气缺乏视觉和触觉的感受；二是人们一直生活在空气之中，体内、体外都存在气压，随时随地都存在气压平衡状态，所以缺乏对大气压的感受认识；三是我们看到的周围物体运动速度都是比较小的，气体的流动又比较快，因而对因运动而表现大气压对物体的作用力就多见了.其实，我们可以用一个简单的方法就能做出类似“一张报纸的力量”的实验.把一个较轻、较大又较硬的薄片沿着垂直于薄片平面的方向突然快速移动，你就能明显感受到大气压力的作用了.
我们在给学生演示创新实验的目的，不是完全为了满足学生的感受刺激，而是要用新奇的实验现象吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，进而使学生全神贯注地投入学习环境中.教师不仅要把演示实验做得精彩，而且实验现象的原理分析得明了，使学生理解现象的本质，捷径地掌握新知识，并且在技能上、创新思维能力有所提高.
2吹尘球形变
物体受力就会产生形变，撤销外力后，有的物体能恢复原状，有点物体不能恢复原状.能够恢复原状的是弹性形变.吹尘球就是根据弹性形变的性质用弹性较好的橡胶制成的特殊用具（如图4所示），钟表修理师傅利用它可以在狭小的空间吹走灰尘，如修理机械表时，要清除表内的灰尘等杂物.吹尘球是学生不常见物品，但由于它的形状和材料性质的特殊性，借助这个物品演示大气压强的作用有其独特的功效.
稍微用力捏吹尘球时，它会立刻变形，并有空气从喷嘴口排出，撤销对它的捏力，它又恢复原状.因为吹尘球的尖端是开口的，它的内部和外部是连通的，都是一个大气压强，因此大气压强对它的内、外表面产生的压力相等，当施加的压力（捏力）大于恢复形变的弹力时，它就发生形变（向内变小），当施加的压力变小或撤销时，橡胶因形变产生的弹力使吹尘球恢复原状.演示现象表明：吹尘球是容易产生变形的，也容易恢复原状的物体.
但是，如果在施加压力（捏力）前或形变后用手指压紧吹尘球的尖端，就会别样的现象.当在施加压力（捏力）前用手指压紧吹尘球的尖端时，再用另一只手使劲捏吹尘球，它只发生微小变形.此时显得很难形变.产生这一现象原因跟前面敞着口的气球为何不变小原理是相同的，密闭在吹尘球内的气体体积变小时，气体压强就会变大，而吹尘球外的大气压不变，所以吹尘球不容易变形，这就跟打足气的轮胎能够承受几吨压力的道理是一样的.
如果在吹尘球发生形变时用手指压紧吹尘球的尖端，再撤销对吹尘球的压力，此时吹尘球就无法恢复原状（如图5所示）.怎样解释这一现象呢？把这个问题交给学生探究，并要求学生利用身边的物品演示类似的实验现象.
九年级学生的认识感性多于理性，学习的动力和热情大多来自他们的兴趣.而物理教学又以实验为基础，实验几乎始终伴随着整个教学过程，所以，实际教学中，在注重知识逻辑的同时，应重视学生的个人经验和心理特点，把学生对生活中物理现象的认识与掌握物理知识结合起来，加强学生的直接经验和亲身体验教学，这就需要教师在教学方法上和教学手段上不断创新.
在“大气的压强”的教学中，通过演示实验和自主性学习体验到大气压强的存在是这节课的重点，也是引导学生体会大气压强存在的关键.而教材中的演示实验是有限的，能够演示大气压强的实验也不少，但是有些演示实验不是实验过程复杂、效果差，就是成本高，或者费时等等，如马德堡半球模拟演示实验，将两个半球对在一起，然后用抽气机将中间的空气抽出，这就需要较长的时间.由于仪器老化，半球的密封性变差，使得球内的空气也不易抽尽，导致学生在拉球时不用费很大的力就可以把半球拉开，不能反映大气压有很大压力的物理事实.因此，需要物理教师挖掘实验资源，引导学生到生活中去找原型，用创新的教学手段，展示生动、有趣、明了、简捷的气压应用实例，以加强学生运用所学知识解决实际问题的能力，培养他们的观察能力、动手能力及创新思维能力.
本文介绍两个大气压应用的创新实验.
1一张报纸的力量
报纸是一种常见的学习资料，用报纸做实验器材，对学生来说有特别的新鲜感，笔者用报纸做的实验接近10个，用报纸演示大气压强的实验就是其中的一个.请看“一张报纸的力量”的演示实验.
[实验器材]
几根约1 m长的同规格木板条、一张大报纸、小铁锤先把一根长约1 m、厚度约5 mm、宽约50 mm的薄木板条，放在平整的桌面上，木板条的三分之一露在桌子边缘的外边，用小铁锤猛力敲击薄木板条，瞬间薄木板条迅猛向上跳起，薄木板条只是有点受损而并没有敲断.再取一根同样规格的长约1 m、厚度约5 mm、宽约50 mm的薄木板条，放在平整的桌面上，木板条的三分之一露在桌子边缘的外边（如图1所示），再取一张完好无损的报纸，把这张报纸覆盖铺在平整的桌面及木板条上，用手把报纸抹平，使报纸尽可能贴近桌面.然后举起你的右手对准露出部分木板条的一端，用力快速向下劈（也可以用小铁锤敲击，如图2所示），“啪”的一声，木板条露出的部分在桌面边缘处折断了，而铺在桌面上的报纸和木板条纹丝不动（如图3所示）.精彩实验效果、鲜明的实验现象对比，不仅给学生留下深刻的印象，而且激起学生强烈的探究欲望：为什么报纸会有这么大的压力？原来是大气压在暗中帮了大忙.因为大气压强是每平方厘米1千克（力），一张报纸上的大气压力非常之大.虽然报纸的上下表面都存在大气压力，但是在极短的时间内要使报纸跳起身来，上表面的大气压力就显现出来了.就好比站在水里的人，他前后都有水的压力，但是要他在水里快速奔跑能做到吗？
学生对水里有较大的压力或阻力还是有一定的感性认识的，但对大气压强的存在及其数值较大缺乏认识，这有几方面的原因：一是空气的密度相对于水的密度要小得很多很多，因此人们对空气缺乏视觉和触觉的感受；二是人们一直生活在空气之中，体内、体外都存在气压，随时随地都存在气压平衡状态，所以缺乏对大气压的感受认识；三是我们看到的周围物体运动速度都是比较小的，气体的流动又比较快，因而对因运动而表现大气压对物体的作用力就多见了.其实，我们可以用一个简单的方法就能做出类似“一张报纸的力量”的实验.把一个较轻、较大又较硬的薄片沿着垂直于薄片平面的方向突然快速移动，你就能明显感受到大气压力的作用了.
我们在给学生演示创新实验的目的，不是完全为了满足学生的感受刺激，而是要用新奇的实验现象吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，进而使学生全神贯注地投入学习环境中.教师不仅要把演示实验做得精彩，而且实验现象的原理分析得明了，使学生理解现象的本质，捷径地掌握新知识，并且在技能上、创新思维能力有所提高.
2吹尘球形变
物体受力就会产生形变，撤销外力后，有的物体能恢复原状，有点物体不能恢复原状.能够恢复原状的是弹性形变.吹尘球就是根据弹性形变的性质用弹性较好的橡胶制成的特殊用具（如图4所示），钟表修理师傅利用它可以在狭小的空间吹走灰尘，如修理机械表时，要清除表内的灰尘等杂物.吹尘球是学生不常见物品，但由于它的形状和材料性质的特殊性，借助这个物品演示大气压强的作用有其独特的功效.
稍微用力捏吹尘球时，它会立刻变形，并有空气从喷嘴口排出，撤销对它的捏力，它又恢复原状.因为吹尘球的尖端是开口的，它的内部和外部是连通的，都是一个大气压强，因此大气压强对它的内、外表面产生的压力相等，当施加的压力（捏力）大于恢复形变的弹力时，它就发生形变（向内变小），当施加的压力变小或撤销时，橡胶因形变产生的弹力使吹尘球恢复原状.演示现象表明：吹尘球是容易产生变形的，也容易恢复原状的物体.
但是，如果在施加压力（捏力）前或形变后用手指压紧吹尘球的尖端，就会别样的现象.当在施加压力（捏力）前用手指压紧吹尘球的尖端时，再用另一只手使劲捏吹尘球，它只发生微小变形.此时显得很难形变.产生这一现象原因跟前面敞着口的气球为何不变小原理是相同的，密闭在吹尘球内的气体体积变小时，气体压强就会变大，而吹尘球外的大气压不变，所以吹尘球不容易变形，这就跟打足气的轮胎能够承受几吨压力的道理是一样的.
如果在吹尘球发生形变时用手指压紧吹尘球的尖端，再撤销对吹尘球的压力，此时吹尘球就无法恢复原状（如图5所示）.怎样解释这一现象呢？把这个问题交给学生探究，并要求学生利用身边的物品演示类似的实验现象.
九年级学生的认识感性多于理性，学习的动力和热情大多来自他们的兴趣.而物理教学又以实验为基础，实验几乎始终伴随着整个教学过程，所以，实际教学中，在注重知识逻辑的同时，应重视学生的个人经验和心理特点，把学生对生活中物理现象的认识与掌握物理知识结合起来，加强学生的直接经验和亲身体验教学，这就需要教师在教学方法上和教学手段上不断创新.
