材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的。他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持在距槽中水银面30英寸(76cm)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表):
关键问题的回答 | 支持者 | 反对者 |
大气压力支撑水银柱 | 笛卡尔、帕斯卡 | 所有亚里士多德学派、罗贝瓦尔 |
水银柱上方存在真空 | 罗贝瓦尔、波义耳 | 所有亚里士多德学派、笛卡尔、伽利略、霍布斯 |
①取口径相同、长度分别为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个,分别标为A1、A2 , B1、B2和C1、C2。
②微微张开塑料袋A1的袋口,将袋口紧贴嘴(如图乙),将口中的气体一次性吹入袋中.直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,塑料袋呈筒状(如图丙),过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
③微微张开塑料袋A2的袋口,将袋口距嘴10厘米,向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
④换用塑料袋B1、B2和C1、C2 , 重复步骤②和③,获得结果如表所示。
吹气方式 |
实验组别 |
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第1组 |
第2组 |
第3组 |
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嘴贴袋口吹气 |
A1中充满气体 |
B1中气体体约占容积的1/2 |
C1中气体体约占容积的1/3 |
嘴距袋口10厘米吹气 |
A2中充满气体 |
B2中充满气体 |
C2中充满气体 |
⑴实验时,首先把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;
⑵如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器筒慢慢匀速滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,请分析推导说明并得出大气压值的表达式.
⑶小金将数据带入后发现所得大气压值偏大,又将所有的数据重新进行测量,发现测量数据都正确无误。请你帮助小金分析一下误差产生的原因,以及提出一个解决方案。
①当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每节管子的气体总量相同,则A管内气体流速比C管内气体流速(选填“大”或“小”)。
②三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是(选填“A”“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速(选填“增大”或“减小”)。
【方案设计】
⑴用刻度尺测出吸盘的直径D;
⑵将吸盘四周沾上水,挤出里面的空气压在光滑的水平地面上;
⑶用力竖直往上拉吸盘柄,直到吸盘脱离地面,根据经验估测拉托吸盘所需拉力的大小F;
⑷计算出当地大气压强。
【评估交流】