真空玻璃罩在物理實驗中的妙用

馬永梅 余澤榮

摘 要：作為一線的初中物理教師，我最先思考的是如何在自己的課堂教學活動中通過物理實驗激發學生學習物理的興趣，幫助學生掌握物理知識和技能，培養學生的動手能力、思維能力、科學探究能力和創新能力，幫助學生養成良好的科學素養？本文結合自身物理課堂教學——《大氣壓強》談真空玻璃罩的創新實驗。

關鍵詞：真空玻璃罩 物理實驗 應用

地球周圍聚集的一層很厚的大氣分子，稱之為大氣圈。像魚類生活在水中一樣，人類生活在大氣的底部，并且一刻也離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發展，提供了理想的環境。但氣體看不見、摸不著，很容易人們忽視。學生對跟大氣相關的現象不太理解，現在通過真空玻璃罩進行三個有趣的實驗。

一、真空玻璃罩與水的沸點

1.器材：真空玻璃罩、燒杯、溫水、溫度計。

2.實驗過程

（1）拿一杯溫水，先用溫度計測量水的溫度，水溫為（38）攝氏度。

（2）讓請學生用手指感受一下水的溫度后，將這杯溫水放進真空玻璃罩里。

（3）用抽氣機給真空玻璃罩抽氣，讓學生仔細觀察水的狀況。

3.實驗現象

在抽了一會氣后，觀察到真空玻璃罩里面燒杯中的水劇烈沸騰起來，比我們平常用火燒水沸騰的程度劇烈多了！

4.實驗結論：液體的沸點與大氣壓有關，大氣壓越小，液體的沸點越低。

5.實驗效果：這個實驗讓學生直觀體會到液體的沸點受到大氣壓影響巨大大！

二、真空玻璃罩與托里拆利實驗

1.器材：真空玻璃罩、燒杯、試管、紅墨水。

2.實驗過程

（1）讓試管充滿染成紅色的水，倒立在燒杯中，然后將整個裝置放入真空玻璃罩中。

（2）用抽氣機給真空玻璃罩抽氣。請學生仔細觀察試管水柱的高度。

（3）關閉抽氣機，玻璃罩中充滿空氣后，觀察試管中的水柱的高度。

3.實驗現象

（1）結果在抽了一會氣后，當真空玻璃罩里面的氣壓降低到很低時，觀察到原來充滿水的試管水面開始下降。

（2）關閉抽氣機，玻璃罩中充滿空氣后，試管中的水面開始上升，又回到原來的高度。

4.實驗結論：我們生活的空間確實存在大氣壓，大氣壓可以托起水柱。

5.實驗效果：這個實驗讓學生直觀感受并觀察到大氣壓的存在，并且可以初步了解用液體壓強測量大氣壓的原理（托里拆利實驗原理）。

三、真空玻璃罩與吸盤承重

1.器材：真空玻璃罩、塑料吸盤、鉤碼。

2.實驗過程

（1）我們將塑料吸盤翻吸在真空玻璃罩里面，并在下面掛上鉤碼。

（2）請幾位“大力士”男同學用力拉鉤碼，發現很難將吸盤拉開。

（3）給真空玻璃罩抽氣，請同學觀察。

3.實驗現象：當真空玻璃罩里的氣壓慢慢降低后，吸盤開始和玻璃分離。

4.實驗結論：我們生活的空間確實存在大氣壓，大氣壓可以托起重物。

5.實驗效果：這個實驗讓學生直接觀察塑料吸盤是因為大氣壓壓在玻璃上的，從而認識到大氣壓的存在。

四、真空玻璃罩與水柱、水壺

1.器材：自制1.5米長圓柱形真空玻璃罩、長軟管、自制帶有兩個壺嘴且裝滿紅墨水的塑料水壺。

2.實驗過程

（1）給自制1.5米長圓柱形玻璃罩抽氣2分鐘左右，讓其接近真空，關閉閥門，將其豎直放置在實驗桌上。

（2）用軟管將接近真空的圓柱形玻璃罩與低處水壺的一個壺嘴相連。

（3）用手捂住水壺的另一個壺嘴，確保整個裝置不漏氣。先請同學觀察水壺的的形狀。

（4）打開自制1.5米長圓柱形玻璃罩的閥門。

3.實驗現象：紅墨水噴射到塑料管的頂部！塑料水壺被壓扁！

4.實驗結論：我們生活的空間確實存在大氣壓，大氣壓可以托起很高的水柱，大氣壓可以壓扁水壺。

5.實驗效果：這個實驗讓學生不僅直接觀察塑料被大氣壓壓扁，而且還可以觀察大氣壓將低處水壺中的紅墨水擠壓、噴射到高處接近真空的玻璃管頂部，視覺效果震撼，從而感受大氣壓的存在。

本文中真空玻璃罩演示的四個實驗，利用逆向思維，解決了在常規情況下不能完成的實驗，操作簡單、效果形象直觀，給學生的印象深刻，建立正確的知識觀。這種采用形象直觀的實驗教學，能夠使學生經歷實驗研究過程獲得大量的感性材料，這些感性材料真實、形象、生動，極易喚起學生好奇的天性，從而激起他們的學習興趣。同時幫助學生掌握物理知識和技能，培養學生的動手能力、思維能力、科學探究能力和創新能力，幫助學生養成良好的科學素養。

參考文獻

[1]郭玉英.基于學生核心素養的物理學科能力研究.

[2]林勇.基于學生發展核心素養的初中物理實驗教學.