巧用饮料瓶做压强实验

巧用饮料瓶做固体压强实验

盐城市马沟中学刘加和

一、探究压力的作用效果：

1、压力的作用效果与压力的大小有关：

（1）将装有一半水的塑料瓶正放在一块软海绵上，观察海绵的凹陷情况；

（2）再将塑料瓶内装满水，重新正放在这块软海绵上，比较这两种情况中塑料瓶对海绵的作用效果。

实验现象及结论：瓶中装水越多，对海绵的压力越大，海绵的形变越大，说明在受压面积相同的情况下，压力的作用效果跟压力的大小有关。

2、压力的作用效果与受力面积大小有关：

把一装满水的塑料瓶分别正放、倒放在海绵上，观察并比较海绵的凹陷情况。

实验现象及结论：反放时瓶子对海绵的受力面积小，海绵形变较大，说明在压力大小相同的情况下，压力的作用效果跟受力面积有关。

二、增大和减小压强的方法：

1、将在装满水的饮料瓶直接放在海绵上，可以发现海绵形变较厉害；在瓶子下面垫上一块很轻的木板，可以发现瓶子下陷的深度变浅。说明增大受压面积可以增大压力的作用效果。

2、用不同尖锐程度的物体给饮料瓶钻孔，如钉子、图钉、缝衣针、大头针，发现所搜用力的大小不同，主要是因为他们与瓶子的受压面积不同。

巧用饮料瓶做液固体压强实验

盐城市马沟中学刘加和

二、探究液体压强：

1、液体对容器壁有压强：

（1）将小饮料瓶的底部用剪刀去掉，在底部绑上气球的橡皮膜，使其不漏水；再在瓶中装满水，观察橡皮膜的形变情况。

（2）在饮料瓶的侧壁开一个孔，将气球膜用橡皮筋绑上，使其不漏水；再在瓶中装满水观察橡皮膜的形变情况。

实验现象及结论：无论底部还是侧壁的橡皮膜都向外凸出，说明液体对底部和侧壁橡皮膜都有压强，即证明液体对容器的底部和侧壁都有压强。

2、证明液体内部有压强：

方法一：（1）取一只大的饮料瓶，用剪刀剪去上部，使其成为一只上下一样粗的容器，在其中装适量的水；

（2）再将小饮料瓶的底部用剪刀去掉，在底部绑上气球的橡皮膜；

（3）将小饮料瓶慢慢插入大瓶的水中，观察橡皮膜的形变；

（4）改变小瓶浸入水中的的深度，比较橡皮膜形变的大小；

实验现象及结论：实验中橡皮膜向小瓶内凹陷，说明液体内部存在压强；橡皮膜形变程度不同，越深橡皮膜内凹越厉害，说明液体不同深度处压强大小不同，最终得出液体压强跟深度有关，深度越大，压强越大；

方法二：在一只塑料瓶的侧壁上的不同和相同高度的不同方向的地方扎一些小孔，再往瓶内倒水，比较水从孔中喷出的远近及水流的方向。

实验现象及结论：水喷射的远近不同，越深水喷射得越远，说明液体内部的压强与深度有关，相同深度出的孔中尽管水喷射的方向不同，但水喷射的距离相等，说明液体内部同一深度处向各个方向上均有压强并且向各个方向的压强相等。

3、帕斯卡裂桶实验：

（1）用美工刀在饮料瓶的侧壁划几道口，然后用橡皮筋轻轻勒住瓶子，使其刚好不漏水；

（2）在饮料瓶盖上装一只一次性输液器管并封住口，使其不漏水；

（3）在瓶中和输液管中同时灌满水，慢慢将输液器管抬高，观察饮料瓶壁发生的现象。

实验现象及结论：瓶壁会有水冒出来，说明随着输液器管被抬高，液体产生的压强也增大了。

巧用饮料瓶做气体压强实验

盐城市马沟中学刘加和

三、证明大气压的存在：

（1）饮料瓶中盛满水，用一硬纸片（或塑片）挡住瓶口后，用手支撑着倒立过来，松手后，所挡的硬纸片掉不下来。再缓慢地使饮料瓶在竖直面转动360度，硬纸片也掉不下来的，从而形象生动地证明大气压的存在。

（2）将大口的硬质饮料瓶用手挤压使它发生形变，让瓶内的气体被排出一部分后，把瓶口用一未充足气的气球堵住，松开手，可以发现气球被瓶子吞了进去，这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大，内部压强减小，瓶外的大气压大于瓶内的气压，这样气球就被压进饮料瓶。

（3）拧开塑料饮料瓶的瓶盖后，在瓶中倒入少量热水，随即旋紧瓶口，片刻后，塑料饮料瓶就发生明显的变形，同时有喀喀声音的出现。这是因为热水冷却后，瓶内气体遇冷收缩，瓶内气压减小，外界大气压把瓶压变形了。松开瓶盖后，空气进入内外气压平衡，在弹力的作用下，瓶身恢复了原样。

（4）将饮料瓶拧开瓶盖后，用手按入水槽中使瓶中充满水，然后把饮料瓶倒立在水槽中，慢慢提起，直至瓶口不离开水面为止，液面不下降，从而说明大气压强的存在。

（5）如果将一玻璃的饮料瓶中装有饮料，打开盖子，直接用饮料管可以很轻松将瓶中饮料吸入嘴中；如果在瓶上盖上盖子，在盖子上开一个小孔，再将饮料管插入瓶中，并将瓶口封严，此时会发现很难将饮料吸出。这是因为打开盖子，瓶内外气体相通，瓶内气压不会改变，在大气压的作用下，饮料很容易被吸进嘴里，将瓶口封住，此时瓶内压强会随着吸气而减小，外面的压强不变，所以就很难吸进饮料。

（6）用带安全扭的玻璃饮料瓶可以探究真空安全扭的作用：把热水倒入密封的瓶子里，盖上盖子，冷却下来后瓶盖很难打开，是因为瓶子里的空气遇冷收缩，瓶子里的压强减小，外面的压强不变，大气压将瓶盖压紧在瓶子上，很大的压力使瓶口与盖子之间的摩擦力很大，因而瓶子很难打开；如果用小起子在瓶盖的边缘轻轻拨一下，让空气进去，内外压强差减小，压力也减小，使摩擦力减小，则容易将瓶盖打开。

超市所卖的瓶装食品的瓶盖上都有一个真空安全钮，正常情况下，由于内部气压比较低，使真空安全钮向下凹，用手压不会有响声，当食品变质后，在里面会产生一些气体，瓶内的压强增大，安全钮就会凸起来，按压有响声，说明食物已经变质。

四、流体压强与流速的关系：

1、将两个空塑料瓶用细线挂起来，使其相聚1cm左右，用嘴对着两只瓶子中间吹起，可以发现瓶子会相互靠近，如果将两只瓶子并排放入水中并快速拖动，也可以发现瓶子会相互靠近。这是由于两种情况下瓶子中间的流体流速较大，压强较小，外面的压强较大，形成的压力差将瓶子压得相互靠拢。

2、将一只圆形的饮料瓶的下半部剪掉，只留上半部分，将一只乒乓球放在其中，用嘴咬住瓶口吹气，可以发现乒乓球会被吸住而没有掉下来，这是因为乒乓球贴近瓶壁部分的气流速度较快，压强较小，而正下方的气流速度较小，压强相对较大，压力差将乒乓球吸在瓶内的缘故。