1. 為什么管內(nèi)水銀面會下降?為什么下降一些后又不下降了，此時管內(nèi)外水銀面的高度差是多少? 這個高度差的大小表明什么?根據(jù)這數(shù)值可計(jì)算出當(dāng)時的大氣壓強(qiáng)的值是多少帕斯卡? 管內(nèi)水銀面的上方是不是真空? 如果玻璃管中倒插之前水銀沒有灌滿, 會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響?
2.如果玻璃管放置得傾斜了,管內(nèi)外水銀面的高度差是否會改變?為什么?
3.如用水來代替水銀做這個實(shí)驗(yàn), 玻璃管要多長才行?為什么?
實(shí)驗(yàn)原理
上述實(shí)驗(yàn)就是著名的托里拆利實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)利用它可以測量出 大氣壓強(qiáng)的值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為76cm水銀柱。
實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)
這個實(shí)驗(yàn)往往以探究題或?qū)嶒?yàn)說理題的形式進(jìn)行考查。
經(jīng)典考題
1. 做托里拆利實(shí)驗(yàn)時，用一根長約1米、一端開口的玻璃管，充滿水銀后，將開口堵住倒插于水銀槽內(nèi)，則管中的水銀液面會下降，降到一定高度時水銀柱將____。如果將玻璃管傾斜，管中水銀柱的長度將___，但水銀柱液面所在的高度將___。若用粗一點(diǎn)或細(xì)一點(diǎn)的玻璃管做這個實(shí)驗(yàn)，水銀柱的高度將___，這是因?yàn)樵谝欢l件下，同一地區(qū)的大氣壓強(qiáng)____。如果管頂破一小洞，管內(nèi)水銀將______。
2. 托里拆利實(shí)驗(yàn)中，與水銀槽液面相平的管內(nèi)小液片，受到向下的壓強(qiáng)是____給的，受到向上的壓強(qiáng)等于管外____的壓強(qiáng)。
3. 在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下做托里拆利的實(shí)驗(yàn)時，如圖，管內(nèi)空白部分是真空，則A點(diǎn)的壓強(qiáng)是__________cm水銀柱。B點(diǎn)的壓強(qiáng)相當(dāng)于____________cm水銀柱。
舉一反三
活塞式抽水機(jī)是怎利用大氣壓把從低處抽到高處的?為什么水在抽水機(jī)中上升的高度是有一定限度的?這個限度是多少?
觀察與思考答案
1. 要解釋托里拆利實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，首先要明白托里拆利實(shí)驗(yàn)中管內(nèi)水銀柱是靠大氣壓支持的,所以管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)和管外大氣壓的值是相等的。當(dāng)裝滿水銀的玻璃倒插在水銀槽內(nèi),管內(nèi)的水銀面下降，水銀柱的長度由1米降為76厘米左右，說明大氣壓的值約等于76厘米高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，此時管內(nèi)水銀柱的上方是真空。如果操作不慎，管內(nèi)進(jìn)入少量空氣，水銀柱的上方就不是真空，那么水銀柱的高度將會變小。如當(dāng)時大氣壓恰為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，管內(nèi)的水銀柱高度將小于76厘米。
2. 如果玻璃管傾斜放置，管內(nèi)水銀柱的長度將會變長，但高度不變因?yàn)橛?jì)算水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)的公式是p=ρgh，壓強(qiáng)大小只與水銀柱高度有關(guān)，與長度無關(guān)。如當(dāng)時大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，管子斜時，管內(nèi)水銀柱的長將大于76厘米, 高仍為76厘米。
3. 如果用水代替水銀柱做托里拆利實(shí)驗(yàn)，同理大氣壓的值應(yīng)與水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小相等。根據(jù)公式p=ρgh水銀的密度是水的13.6倍，所以水柱的高度應(yīng)是水銀的13.6倍。以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為例水銀高76厘米，水柱高應(yīng)為：0.76米*13.6=10.34米。
經(jīng)典考題答案
1. 托里拆利實(shí)驗(yàn)是利用液體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)的原理，液體的壓強(qiáng)大小只與液體的深度（或者說成液柱高度）有關(guān)，與液柱的長度無關(guān)，當(dāng)我們將試管傾斜時，大氣壓強(qiáng)不變，它所能支撐的液柱的高度不變，這與液柱的長度無關(guān)，與玻璃管的形狀無關(guān)，如果在玻璃管頂部打一個小孔，由于大氣將從管上方進(jìn)入管內(nèi)，故水銀柱下降。
答案：不變 增加 不變 初中政治 不變 不變 下降到管內(nèi)外相平
2. 在管內(nèi)與管外水銀槽中與液面相平的位置，壓強(qiáng)等于大氣壓，而管內(nèi)的壓強(qiáng)是由管內(nèi)的液體產(chǎn)生的。
答案：水銀 大氣壓強(qiáng)
3. 做托里拆利實(shí)驗(yàn)時，管內(nèi)是真空，管外是一個大氣壓，因此A點(diǎn)壓強(qiáng)是20cm水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，B點(diǎn)的壓強(qiáng)是一個大氣壓加上5cm水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
答案：20cm 81cm
舉一反三答案
活塞式抽水機(jī)的原理是利用大氣壓把水從低處抽到高處的，根據(jù)前面用水代替水銀做托里拆利實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果，水柱只有10.34米高，所以抽水機(jī)抽水的高度至多只有10米左右。
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