【提出問題】

學習了固體和液體質量的測量，小盼和小漢在思考一個問題：我們一時一刻也離不開空氣，常見的空氣有沒有質量呢?

【猜想與假設】

1.空氣沒有質量

2.空氣也應該有質量，但質量不會太大。

【設計方案】

空氣的質量應該很小，不好直接用天平測量。而且我們處在空氣的包圍中，周圍的空氣會對我們的測量造成影響。如何處理好這兩個問題是我們測量的關鍵，應該動動腦筋。

小盼想了下面的方法：準備兩只完全相同的氣球，分別放在天平的兩個托盤上，然后通過調節(jié)使之平衡。把右邊托盤上的氣球拿下來，吹足氣，再放上去。如果天平的右端下沉，就表明氣球內的空氣有質量。

小漢說：想法不錯。我也想出一個辦法：找一個玩具皮球，先測出給它打足氣的質量，再用氣針把它里面的氣全部放出，再測出它這時的質量。比較這兩個質量的大小就可以知道球內的空氣有沒有質量。

為什么不兩種方法都試試呢?看看會出現(xiàn)什么情況。

【進行實驗】

按天平的正確使用方法和上面設計好的步驟進行實驗，小盼發(fā)現(xiàn)吹足氣的氣球放上天平后，原本平衡的天平右端下沉。多次進行實驗，情形均如此。這說明氣球內的空氣有質量。

小漢按設計的方法進行實驗。把一個打足氣的玩具皮球和氣針共同放在已調節(jié)好的天平左盤，右盤放砝碼并移動游碼使天平重新平衡，讀出玩具皮球的總質量486.8g。緊接著把氣針插進皮球，放出球內的氣體，這時觀察到天平不再平衡，左端不斷上升。這說明左盤物體的質量在減小，減小的正是跑出去的空氣的質量。過一會，氣體不再跑出時重新移動游碼使天平平衡，測出皮球的質量485.6g。則原來皮球內空氣的質量為1.2g。

【得出結論】

上面的實驗都證實空氣是有質量的。

【評估與反思】

1.用天平測量物體質量之前，應調節(jié)平衡螺母，使橫梁保持平衡。小盼設計的實驗中，在進行這一步調節(jié)時，是把兩只氣球分別放在天平的兩個托盤上之前進行，還是之后進行較好呢?

經過分析思考，認為應該先把兩只氣球分別放在天平的兩個托盤上，再調節(jié)平衡螺母，使橫梁保持平衡。這是因為兩只氣球不可能完全相同，多少會存在質量上的差別，上述步驟能夠消除氣球質量差別對實驗的影響。

2.實驗中，向球中吹入的空氣是多些還是少些好?

當然是向球中吹入的空氣是多些好，這樣會使現(xiàn)象更明顯。

3.想知道教室內空氣的質量，應該怎么辦?

教室內空氣的質量肯定無法直接測量，我們可以根據

間接計算。這樣需要知道空氣的密度和教室的容積。教室的容積可以通過測量教室的長、寬、高計算。一般教室長10米、寬8米、高3米，查空氣密度為1.29kg/m3，這樣教室內空氣的質量約300千克，相當于約6個中學生的體重。

 

4.地球周圍被厚厚的大氣所覆蓋，大氣的質量有多大呢?

聯(lián)想到液體對容器底部有壓強，產生壓強的原因是液體受到重力。同樣大氣之所以產生壓強(我們稱為大氣壓，地面附近的大氣壓約為p=1×105Pa)也是因為受到重力。如果知道地球周圍大氣的總重力G，就可以根據G=mg計算出地球周圍大氣的總質量m。地球周圍大氣的總重力G等于地球總表面積S上的總大氣壓力F，而F=PS，S=4πR2，R為地球半徑，約為6.4×106m。計算過程如下：

 

 

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