“汽車重力發電”,作為研製、試行中的新技術,我們尚沒有更多的資料可以借鑒和參考。
以上的構想和模擬裝置,僅僅是拋磚引玉。我們希望得到專家和同行的指正,既完善這一技術的有關細節,也能更加豐富中學物理活動課上活動的內容。
演示大氣壓的實驗
大氣壓是物理教學的一項重要內容,下麵介紹一種新方法,運用改變容器內外壓強差來演示大氣壓的存在,具體做法如下。
器材與製作
玻璃漏鬥(80mm)2個,醫用白膠布(寬10mm長120mm)2條,在漏鬥管20mm處貼上膠布緊纏2圈。易拉罐鼻2個,多股錦綸線(長200mm)3條,分別把一線穿一拉鼻後對折,在距拉鼻一定距離處分別打2個線結,把拉鼻放在管口右邊,兩線對稱分居管的兩側,線結在膠布左邊適當距離。剩餘膠布壓緊兩線纏繞,線結的另一頭緊靠結的右邊纏繞,方向一順一逆兩頭紮牢、如圖17所示,稱作裝置Ⅰ。此裝置做兩個。
廢醫用膠片(60×60mm)1張,回形針2個,將回形針從中間掰開,使其中一半所在平麵與另一半所在平麵垂直,把一半放在膠片上,將兩半連結處對準膠片對角線交點。透明膠布3條,呈等邊三角形把回形針貼牢,以交點為圓心,80mm為直徑畫圓,如圖18所示,稱作裝置Ⅱ。衛生紙1張,砝碼(50g)5個,正骨水藥瓶橡膠蓋2個,墊罐頭瓶蓋的橡膠圈(80mm)1個,100mm長鉛絲1段,凡士林若幹,注射器(50ml)1個。
實驗與觀察
(1)漏鬥實驗
①將衛生紙浸濕,把裝置Ⅰ的漏鬥底口塞實塞牢。再把裝置Ⅰ漏鬥口蘸水後放在裝置Ⅱ的膠片上,使漏鬥口與膠片上的圓重合。用手指按住膠片中央略向鬥裏凹隨即鬆開。把第三條線製成一個圈掛在回形針鉤上。手持裝置Ⅰ的漏鬥管,在線圈上掛砝碼1個,2個,3個,…可觀察到掛3~4個砝碼,膠片不掉,如圖19所示,是什麼托住膠片呢?
②用一個回形針,鉤住砝碼上線的中點,作為定油輪,以它為球心,在空間轉動到任何方位,水平位置時,觀察膠片仍然不掉。
③如果改變裝置Ⅰ和裝置Ⅱ的空間位置,手持裝置Ⅱ回形針鉤,在裝置Ⅰ漏鬥管上固定的拉鼻上掛砝碼時,同樣觀察到掛3~4個砝碼,漏鬥不掉,如圖21所示。
④仿2用回形針,鉤住砝碼上線的中點,作為定滑輪,以它為球心,在空間轉動任何方位如圖22所示,漏鬥都不掉,這又是什麼托住了呢?是水把裝置Ⅰ和裝置Ⅱ粘在一塊的嗎?仔細觀察,把圖19的砝碼去掉後,用鉛絲從漏鬥管口輕輕一捅,衛生紙略一鬆,膠片突然落下,顯然不是水的粘滯性粘住的。水的作用是密封。
(2)對拉實驗
將兩個裝置Ⅰ的漏鬥管口用正骨水藥瓶橡膠蓋蓋嚴。在兩個漏鬥口沿上均勻地塗上一層凡士林,把橡膠圈夾在兩漏鬥口的正中間,兩手拿住兩漏鬥管慢慢地向中間擠壓,密封不漏氣,如圖23所示,注射器針頭穿過橡膠蓋進入鬥中,抽出鬥裏空氣,兩人分別拉住兩邊拉鼻怎麼也拉不開,非常有趣。當拔掉一個橡膠蓋時,稍微一拉就開了。
分析與思考
(1)分析
回形針鉤上掛那麼多砝碼膠片為什麼不掉?以膠片為研究對象,分析受力,容器內氣體的壓力F氣,砝碼的重力G砝,方向均豎直向下,膠片回形針重力忽略不計,一定有豎直向上的托力F托,它就是大氣壓產生的。膠片不掉隻須滿足F氣+G砝=F托,砝碼下拉膠片時增大了容器內氣體體積,壓強減小,F氣也變小,F托不變,從而F砝可以逐漸加大。F托不變證明了大氣壓的存在。
在空間同一位置轉動漏鬥到任何方位,實驗結果都不變,表明了大氣壓來自四麵八方,而且大小都是一樣的。