气体浮力演示仪的制作与演示

唐雅静


1问题的提出
八年级下册教科书上定义浸在液体或气体中的物体,受到液体或气体向上的托力,这个力叫做浮力.气体浮力很小、学生很难直观地感受到.书上通过提出问题,气球为什么能够腾空升起,以及课后一道习题:汉代曾发明的可作为军事信号的“孔明灯”灯笼升空的原理.用这两个问题来感受浮力,笔者认为学生对浮力感受的冲击力还不够强烈.通过本文介绍的自制教具,让学生真真切切地感受到气体浮力的存在.
2气体浮力演示仪的制作
2.1材料准备
玻璃鱼缸、真空罩的底盘(拆除闹铃)、废旧天平(需要横梁、指针、分度盘、标尺、游码)做杠杆、其中游码微调的作用、木块做支架、直径10 cm的塑料球(不能漏气,不易形变),50 g砝码、抽气机、网线(抽去芯内的导线做抽气管道)、泡沫双面胶(密封的作用)、细铁丝(用于加长塑料球一端的力臂)、三通管和夹子(放气)、橡胶管(抽气接口)、棉线等.
2.2制作过程
拆除废旧天平的底座(保留横梁、指针、分度盘、标尺、游码),左端挂塑料球,右端挂砝码,通过铁丝加长塑料球端的力臂,最后通过游码微调,让杠杆平衡.然后用钉子固定在真空罩抽气机的底盘上,盖上玻璃罩.用厚的泡沫双面胶密封.
注意事项:这是由于塑料球体积较大,受到气体的浮力大于砝码的缘故.由于气体浮力很小,塑料球的体积不宜过小,体积过大需要的玻璃罩空间又太大,抽气时间较长,所以塑料球直径10 cm为宜,同时借助天平的横梁做杠杆,利用分度盘显示偏转情况,同时加大塑料球一侧的力臂,放大偏转角度.同时密封效果要好.
3实验演示
天平横梁是实验的平衡装置,打开抽气机逐渐从玻璃罩中抽气,可观察到塑料球的一端下沉;由于气体浮力很小,这时我们可以从分度盘上看到指针偏向塑料球一端.打开进气阀让气体进入,发现天平重新平衡.可以重复实验.
实物照片如图1所示.
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