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竹篮打水——并非一场空

作者:张文羡    来源:《农村青少年科学探究》11月    2012-1-12

在学习大气压强这一节时,我看到了上面这几幅图,怎么想怎么觉得它们是由于吸力的原因造成的。我们把这个想法告诉了老师后,老师就给我们做了这样一个小实验:

实验器材:饮料瓶(底部和靠近底部的侧方用针扎一些小洞)、水、水槽。当向饮料瓶中注水之后,水就从有洞处不断向外射出,这当然是由于液体压强的原因。

当瓶中的水流干后,老师给我们表演了一个魔术:只见她再次向瓶中迅速注水,口中还念着咒语,水依然喷涌而出;接着一只手在空中优美的划过,放在了瓶口,我们看到水流喷射的速度开始慢慢变小,最后竟然不流了!我们瞪大眼睛又看了一遍还是这样!当老师放开手之后,水又流出了。

这是手起的作用吗?可手是在上方呢,能挡住水流吗?如果不是手,那又是什么阻挡了水流?经过思考我们找出了答案:瓶子周围有空气,是空气阻挡了水的流出,这也一下子让我们接受了大气存在压强的事实。我们为这个小魔术起了一个名字叫“竹篮打水——并非一场空”。

在学习了大气压强之后我们明白了上面小魔术的原理:当向饮料瓶中注水时,由于瓶的上、下相通,大气压强平衡,水就在自身压强的作用下向外喷出;当用手堵住瓶口水向外流出一部分后,瓶内的空间变大,气压减小,小于了瓶底外部的气压,从而阻止了水的流出。我们经常用废饮料瓶在瓶盖上扎洞做成洒水器,当时就是不明白水为什么洒一会儿就不流了,还要反复倒才能再洒,才能流出,就是用力挤最后还是一样,原来还是大气压强失去了平衡的原因。

利用上面的实验材料我们又做了一个小实验:将瓶子扎过洞的那部分用剪刀剪掉,瓶盖拧紧,并找来一块塑料窗纱代替竹篮。然后把塑料窗纱用橡皮筋牢牢地扎在饮料瓶底,再剪一块比杯口稍微大一点的吹塑纸。实验正式开始。

   仍然是往瓶里倒水。水透过窗纱顺利地进入了杯子,不一会儿杯里就盛满了水。接着把吹塑纸盖在窗纱上,将杯子慢慢地倾斜,直至颠倒过来。吹塑纸没有掉下来,水也没有流出来。这是因为大气压力的原因。接下来就是见证奇迹的时刻了!
    用手慢慢地将盖在杯口的吹塑纸抽去,让杯口只剩下窗纱。这时你会发现杯里的水仍然没有流出来,窗纱挡水,竟然没有一场空
这是怎么回事?我们去网上查找,原来这是水的表面张力在起作用。水的表面有一种向内收缩的力叫做表面张力。窗纱使杯口的水面分割成许多面积仅1平方毫米左右的小孔,一杯水的压力平均分配到这些小孔上,每一个小孔受到的水压就很小了。每个小孔的表面张力足以抵挡这个压力,所以水自然就不会从小孔里流出来啦。这真是太神奇了!