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1、本文发表于 85 年 5 月 20 日的上海物理小报制作“小水气压计”测高度福建省莆田第六中学黄 建 忠学物理很重要的一个方面是要理论联系实际，并能用所学的物理知识来解决日常生活中的一些实际问题。在课余时间，同学们可找一些器材，制作一个“小水气压计”利用它测山的高度，校园教学大楼的高度。在制作活动中一方面可以更好地理解大气压概念，另一方面也可培养自己动手动脑的能力。下面就介绍“小水气压计”的制作和测山高和楼高的经验公式。1器材：玻璃瓶一个，最好瓶口要小；瓶塞一个，可用热水瓶的软木塞或橡胶塞，大小要恰能把瓶口塞紧；细玻璃管一根，也可用硬的小孔径塑料管。2制作：在瓶中装上约 3/5 的水 ，在水中
2、滴几滴钢笔水，把水染成红色或蓝色便于观察。在瓶塞中央用大铁钉钻一个小孔，小孔的直径与细玻璃管的直径差不多，在孔中插入细玻璃管，注意细玻璃管与塞子接触紧密，不漏气。再将瓶塞塞在玻璃瓶口上，且将瓶塞塞紧，不漏气，使水面上气体密闭。这时可观察到：细玻璃管内的水位上升到一定高度。这样一个小水气压计就制作好了（如图所示） 。 3.原理：当把这气压计放在山脚下或楼底时，设山脚或楼底的大气压为 P0，瓶内气体压强为 P1，h 1 为水柱升高的长度。水柱升高产生的压强为: P2= 水 gh1则 P0 、P 1 、P 2 三者关系为: P0 = P1 -P2= 水gh1。（1）当把这小水气压计放到山顶或楼顶，设
3、山顶或楼顶的大气压比山脚的大气压减小 P；则山顶或楼顶的大气压为：P0 = P0 P；由于瓶内气体密闭，且玻璃管很细，可近似认为瓶内气体的压强不变： P1 =P1设水柱再升高为 h，则水柱长为: h1=h1+ h ;水柱升高产生的压强为: P2= 水 gh1 则 P0 、P 1 、P 2 三者间关系为：P 0 = P1 P2= P1 水 gh1即： P0 -P= P 1 水 g（h 1+h）。（ 2）由（1）式一（2）式得大气压的改变量为：P 0 = 水 g（h 1+h）即： P 0 =1X103gh）。（ 3） 这种“小水气压计”作用：通过测量水柱高度改变量就可由（3）式就可求出大气压的改变
4、量。 那么如何利用这个“小水气压计”来测山的高度、楼的高度？让我们来很好地领会初中物理课本（老教材 82 年版）第一册 P127P128 页的一段话：“。在海拔 2 千米内，可以近似认为每升高 12 米或大气压下降 1 毫米汞柱。”“降低 1 毫米汞柱”即大气压减小的数值为：P =gh=13.610 3 g10-3=13.6g当大气压改变 1 帕斯卡,则对应海拔高变了: 12/13.6 g 米.当大气压改变 P 帕斯卡时 ,则海拔高变了:H=(12/13.6 )gP 。（4）（H 即为测山高的高度或楼高的高度）把（3）代入（ 4）式：H=(12/13.6 )g1X103 gh=882.35 h从而得到测山高或楼高的经验公式:H=882.35h 。 （5）4、测量：同学们拿着这自制的气压计（注意手拿瓶底，保证密封气体的温度变化不大）先在山脚下或大楼底，记下细玻璃管中的水位， 后再把它到山顶或楼顶，再记下这时细玻璃管的水位，量出这两次水位的高度差 h，按（5）式就可求出山高或楼高的近似值。测量结束后，问问老师式查查资料搞清楚楼高或山高的真实值，与测量值比较，看看偏差多少？几位同学一起讨论一下，偏差的原因是什么？如果是高中的同学想想测高经验公式该如何修正。
