探究空气的重量

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1、探究空气的重量荔湾区流花路小学：李灿仕陈旭彤李靖怡指导老师：徐昊一、问题的提出在我们正在使用的教科版科学书三年级上册的水和空气一章中有这样一个■fll实验，实验的内容是这样的（见书本P77-P78）：实验目的：探讨空气有重量吗？实验方法：1、做一个小天平，在一根细木棍上用尺子确定一个中心点，并作上记号，在再细木棍中心的两个侧面按上图钉，栓上细线。2、在木棍的一端拴上一个没充气的气球，另一端拴上笔帽，在提起系在木棍中心点的细绳，想办法使木棍达到平衡。3、把小天平上的气球充气后再栓在小天平上，小天平还平衡吗？（为了方便取栓气球，不宜将捆气球的线打上死结。）4、不同

2、小组的小天平中出现了一样的现象吗？找找其中可能的原因，怎样才能使实验的效果更加明显一些呢？（一开始就在小天平的一边多挂几个气球试试。把气球吹大一些。挂上气球时，三条线的位置要与取下气球的位置相同,不然会影响平衡。）5、再用实验室的天平来做实验，将气球换成皮球，先称皮球的重量，再称充足气的皮球的重量，两次的结果相同吗?上课时我们做这个实验时就觉得实验的效果不太好，一则绑气球花了不少时间，二则实验现象（天平上翘）并不明显。因此，我们再次对这一实验进行了探讨。结果有了以下的发现：二.实践与探讨（-）实验初探首先，我们按照书上的方法做了一个类似的实验。我们先在天平的两

3、端分别挂上充气后的气球和重物，然后移动重物使得天平平衡，再放光气球的空气，并用量角器测量天平向上翘的角度（如图1、图2所示）。图1图2经过多次实验，我们发现放气前后天平的上翘角度只有3到5度。怪不得天平看起来好像没什么变化呐。充气前后的气球重量真的没有什么改变吗？我们又借来了精准的电子天平来测量一下（如图3、图4所示）。图3图4结果是这样的:书本原实验情况记录表做法充气前空气球和橡皮筋的重量充满气的气球和橡皮筋的重lit放气后空气球和橡皮筋的重量空气重量放气后天平翘起的角度用气泵打气1.68克1.76克1.68克0.08克3度用嘴吹气1.68克1.93克1.7

4、9克0.14克5度为什么差异会那么小？难道用嘴吹气和用气泵打气的结果还有差别？我们感到很困惑。（-）求证明理为了更全面、更科学地获得最准确的信息，我们通过翻阅有关的书籍，上网查阅很多的资料，还得到家长、老师的指引，最后我们得到了这样的结果：气球在空气中会受到浮力的作用，根据经过分析表示如下：气球在吹涨后的重量=气球的重量+气球内空气的重量一空气的浮力（如图5所示）：（注：空气的浮力等于气球排开的空气的重量）图5如果，用气泵打气，气球吹胀前后的重量差其实只有气球充气时被压进气球里的空气总量减去气球排开空气的重量，也就是：气球内空气被压缩后比气球所占体积更多的那个

5、部分空气的重量。这也就是差异比较小的原因。而通过查阅有关资料，我们述发现：嘴吹气球时吹进的空气其实是人体呼出的空气，而呼出的空气成分跟空气本身的成分是不一样的，对比如下：人体呼出气体的成分和空气的成分对比表气体成分空气呼岀的气体氮气78%78%氧气21%16%二氧化碳0.03%4%水蒸汽0.07%1.1%其他气体0.9%0.9%其中的成分改变可能是嘴吹气球充气前后的差界比较大的原因。三、对原实验存在问题的思考我们觉得现在书上的实验主要存在这样一些问题:（-）变量不止一个，欠缺说服力。气球充气的过程中，除了要探讨的空气重量和数量，同时还改变了体积（气球涨大）和空

6、气的成分（用嘴吹气）。（二）效果不明显。因为重量差比较小，充气前后每个气球只有0.08克或0.14克的重量差，只能造成3-5度的上翘，很难看出差异。（三）相对难做。在实验中要对气球进行充放气，如果用绳子绑的话要花很多时间。于是，我们有了以下的思考：原实验存在问题解决思路变量不止一个，欠缺说服力减少变量。采用体积或是外形固定的容器，想办法在固定的容器中加入更多的空气。不能用嘴吹，充入的空气只能采用来自周围空气。效果不明显想办法让充气前后的重量差加大。相对难做减少需要手工操作的步骤，尤其是精细的手工操作。四、我们改进实验的尝试我们想：如果能找个体积不怎么变化又方便

7、充放气的瓶子用气泵往里面打气来替代气球就能解决上述的不足。我们是这样做的：（-）实验目的：探讨空气有重量吗？（二）材料：自行车内胎的充气嘴（连一点下面的胶皮）（如图6）、育的棍子（如图7）、碳酸饮料瓶（如图8）、自行车打气筒（如图9）,还有棉线和重物。（三）瓶子处理方法:先用器具在瓶盖止中间打洞，以穿过充气嘴，把充气嘴（充气嘴向外）穿入洞中在另一头穿出，沿瓶子的边缘把充气嘴下面多余的胶皮剪掉（图10），然后把胶皮压入瓶盖中（图11）,最后把瓶盖盖上（图12）。图10图11图12由于胶皮能起密封的作用，而碳酸饮料瓶本身也能承受一定的压力，所以可以形成一个“密封罐

8、”，把充入的空气压缩在里面，放气时只需