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我的一个实验悟想
【摘要】 托里拆力实验的体会：①实验原理的透析；②正确计算大气的压强；③托里拆力装置是不是连通器；④改变一些情况会出现什么现象；⑤解释日常现象；⑥培养创新意识。
【关键词】 托里拆力 实验 连通器 体会
My experiment becomes aware thought
Li Guiju
【Abstract】 Tory opens the strength experiment the experience:①Experimental principle dialysis;②Correct computation atmosphere intensity of pressure;③Is Tory opens the strength installment connected vessels;④Changes some situations to be able to appear any phenomenon;⑤Explains the daily phenomenon;⑥Raise innovative ideology.
【Keywords】 Tory opens the strength Experiment Connected vessels Experience
实践教材中托里拆力实验是这样介绍的：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指，管内水银面下降到一定高度就不再下降，这时管内外水银面高度约760mm，把管子倾斜，高度差也不发生变化。通过实事有力证明了大气的存在，并直接测得大气压的数值，还可以解决许多实际问题。
1.实验原理的透析
现在的教材是这样表达的：“实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是大气，因此是大气压支持管内这段水银柱不落下来，大气压的数值就等于这段水银柱所产生的压强。”以往教材还有更进一步描述：“如果玻璃管的上端是开口的，管内外的水银面上就受到跟管外水银面上相同大气压，依照连通器的原理，管内外的水银面就会相平。”
我们可以用两种方法理解。一种是等效原理，管中水银柱产生的压强P1跟大气压强P0是等效的。也就是说将管中水银柱去掉，换上大气压强P0使管内液面上作用着大气压强，槽中水银会仍处于平衡状态，效果是相同的。
另外也可以由帕斯卡定律推导出来，帕斯卡定律是这样表达的：“在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。”
它是一个由实验证实的规律，揭示了密闭流体传递外加压强的规律性，实质是密闭流体向各个方向等值传递压强。密闭的形式多样，可以用固体密闭，如水压机，用活塞和铁缸把水密闭其中。也可是气体液体密闭。托里拆力实验可以把水银槽中水银面AB以下的水银看作是密闭液体，密闭方式同时用固体容器，AB上方大气气体和管中液体水银来密闭。外加压强是水银面上大气压P0(见图2)。
设在管内与槽中水银面AB相平处取一水平液片ab，其本身重量忽略不计。小液片ab受到上方水银柱产生向下压强P1，还受到加在液面上的大气压，通过密闭水银传递到液片的压强P2，由帕斯卡定律可得P0=P2，又可以由二力平衡条件得P1?S=P2?S(其S为液片面积)即P1=P2玻璃管内76厘米高水银柱产生的压强就等于大气压，说明作用在管外水银面上的大气压支持着管里的水银柱。
2．正确计算大气的压强
液体内部压强是由重力产生的，计算管中水银柱产生的压强，用液体内部压强公式P0=P1=ρgh式中h表示管中水银柱的竖直高度,也就是小液片ab在管中所处的深度。应通过实例使学生准确理解“深度”的含义。由液体内某处到自由面的竖直距离叫做该处的深度。通过实验验证让学生亲身感受，玻璃管倾斜时，管内水银柱的长度发生了变化，但是水银柱的竖直高度h总保持不变。即小液片ab在管中所处的深度不变。因为P0=P1，也就是说测得的大气压数值是一定的。
3.托里拆力实验装置是不是连通器
教材中是这样定义连通器的：“上端开口，下端连通的容器叫连通器”。又说“连通器里的液体不流动时，各容器中的液面高度差总是相同的。”这就是连通器原理。托里拆力实验是不是连通器。学生容易判断错误。要分析说明：玻璃管和水银槽确实是底部互相连通的，但一端封闭的玻璃管倒插在水银槽里时，它不是容器。因为容器是有开口的，能装进液体的器具。既然托里拆力实验装置不是连通器，也就不遵守连通器原理。
4.做托里拆力实验时，在下列情况下会出现什么现象以及是否会影响结果
①将管子倾斜；②将管子换粗的；③管中混入少量空气；④管顶破损与外界相通；⑤如果将管向下压进；⑥在水银槽中添加水银；⑦用水代替水银。
5.利用大气压强解释日常现象
大气压强与我们的生活联系密切，运用大气压强可以解释生活中的许多现象，巧妙地利用大气压可以产生许多奇妙的现象。例如：将试管口朝下放在酒精灯火焰上方加热3~5妙，立刻直插入盛水的容器中某深度处不动，猜想可能产生什么现象？依据是什么？
解析：试管口朝下在酒精灯上加热时，空气热胀冷缩排出部分空气，当插在容器中的水中后，空气冷却，压强减小，大气压就把水压入试管中。
6.利用实验培养学生的科学精神和创新意识
例如：托里拆力实验中有水银柱的一段玻璃管，突然用锐器刺出一个小孔，上下两段的水银柱将会怎样运动？
解析：因为小孔进入空气，与大气相通，本来是平衡状态，现在管子中央烂了一个小孔，大气压把小孔上段管中的水银往上送，使小孔下段管中的水银柱下移。
总之，与托里拆力实验有关的现象很多，涉及到的规律也多，它把理论和实践形象生动地联系起来，老师要注意循循善诱，因地制宜，让学生具体操作，发挥想象，举一反三。只有这样才能让它发挥更大的教学效益。
参考文献
［1］ 九年级课程标准实验《物理》教科书
［2］ 《教学与整体设计》
［3］ 托里拆力实验雅虎网
［4］ 顾建中.《力学教程》
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作者：教育文稿网
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