在初中物理教材中,大多数仪器的物理原理和读数都比较容易理解,如刻度尺测量长度、天平测量质量、量筒测量体积、弹簧测力计测量力、温度计测量温度、电流表测量电流、电压表测量电压等。这些仪器只需读懂量程和分度值即可,一般不会出现读数错误。
有一种仪器,许多初中生在初次见到或做题时,如果不仔细思考,必定会出错!
此仪器即“气压计”(类似仪器还有密度计,但初中较少考查其读数变化,此处不予讨论)。
初中物理课本中提到的气压计是“自制气压计”,其奇特之处在于,其液面的刻度显示与生活中的读数认知不同,极具反常识性。凡是按照常识做题的学生必定会错。
为何反常识?反常识之处体现在何处?
要真正理解其中的物理原因,必须明白制作气压计的过程。
初中物理教材中,自制气压计的方法如下:在一个瓶子中装入适量带颜色的水,取一根透明吸管,在管壁上画出刻度,穿过橡皮塞并插入水中。从管口向瓶内吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压。停止吹气后,水沿吸管上升到瓶口以上。(注意:瓶口必须密合,不能漏气;也不能直接用手拿瓶子,以免瓶子受热后,影响瓶内气体的压强。)
整个制作过程十分简单!
反常识之处体现在哪里?
我们来看一个八年级物理期中试题便知晓:
当我们拿着这种自制气压计从低处走到高处时,吸管内的水柱高度会如何变化?变高!这是合理的。大多数学生都能答对。这说明什么?不少初中生开始想不假思索地得出了“大气压随着高度的增加而增大”的结论,完全不顾现实,一切遵循常识,而他们的常识是“其他仪器的液面越高,其代表的物理量就越大啊,比如温度计,液面越高,不就代表着温度越高么!”
这里并非如此,他们出错的原因是,没有弄明白液面上升的物理原因。
正确的解释是,吸管内部液面上升,说明外界气压变低了,因为只有外界气压变低,吸管内的液柱才能在瓶子内部气压的作用下上升!所以大气压随着高度的增加而变小!
令人匪夷所思的是,位置越高,大气压越低,这应该是小学就开始学习的知识吧,位置越高,空气越稀薄,自然压强就会变小啊!这些出错的学生竟然在写完错误结论后也不想想这一点!
由此可见,有些中学生在做物理题时不加思考,或者考虑问题不全面,为了做题而做题,做了题之后也从来不会去深入思考一下,不会去检验,更不会去用假设法去验证正确与否。
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中学生朋友们,养成深入思考问题、全面考虑问题、善于检查的习惯吧,为了美好的未来,加油!