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1、如何测量空气的密度小明用如下实验测定所处环境的空气密度.他用气筒将皮球打足气,用天平称出此时皮球的质量为816g。将如图甲所示的量杯装满水后，倒放在水槽中，用气针和乳胶管将皮球内的空气引入量杯内。用排水集气的方法慢慢排出皮球内的气体，如图乙所示，同时调整量杯的高度,使量杯内气体达到量杯的最大测量值，且量杯内、外水面相平。此时，用夹子夹紧乳胶管暂停放气。再将量杯装满水后重新集气，如此共进行10次。拔出气针,用天平称出此时皮球和剩余气体的质量，如图丙所示。请根据实验及图中所示情况，帮助小明完成下面的实验数据表格。充足空气后皮球的质量/g皮球和剩余气体的质量/g排出空气的质量/g排出空气的总体积/c
2、m3空气的密度/kgm-3816答案：804 12 1000 12点评：同学们在课堂上已经学习过测量固体和液体的密度，如何测量气体的密度，按目前的知识比较困难。但有了正确的思路和方法，情况就改变了。题目中的方法新颖、独特，给人启迪，体现了物理学是给人智慧的学科特点，让学生领略了物理学的研究方法。把测定所处环境的空气密度,转换成量杯内气体的密度，体现了转换法；一杯气体的质量太小，不易测量,放出10量杯气体就可以了，这里体现了累积法。探究空气是否有质量？【提出问题】学习了固体和液体质量的测量，小盼和小汉在思考一个问题：我们一时一刻也离不开空气，常见的空气有没有质量呢？【猜想与假设】1空气没有质量2
3、空气也应该有质量，但质量不会太大。【设计方案】空气的质量应该很小，不好直接用天平测量.而且我们处在空气的包围中，周围的空气会对我们的测量造成影响.如何处理好这两个问题是我们测量的关键，应该动动脑筋。小盼想了下面的方法:准备两只完全相同的气球，分别放在天平的两个托盘上，然后通过调节使之平衡。把右边托盘上的气球拿下来，吹足气，再放上去。如果天平的右端下沉，就表明气球内的空气有质量。小汉说：想法不错。我也想出一个办法：找一个玩具皮球，先测出给它打足气的质量,再用气针把它里面的气全部放出，再测出它这时的质量.比较这两个质量的大小就可以知道球内的空气有没有质量。为什么不两种方法都试试呢？看看会出现什么情
4、况。【进行实验】按天平的正确使用方法和上面设计好的步骤进行实验,小盼发现吹足气的气球放上天平后,原本平衡的天平右端下沉。多次进行实验,情形均如此。这说明气球内的空气有质量。小汉按设计的方法进行实验。把一个打足气的玩具皮球和气针共同放在已调节好的天平左盘，右盘放砝码并移动游码使天平重新平衡，读出玩具皮球的总质量4868g。紧接着把气针插进皮球，放出球内的气体，这时观察到天平不再平衡,左端不断上升.这说明左盘物体的质量在减小，减小的正是跑出去的空气的质量。过一会，气体不再跑出时重新移动游码使天平平衡，测出皮球的质量4856g。则原来皮球内空气的质量为12g。【得出结论】上面的实验都证实空气是有质量
5、的。【评估与反思】1用天平测量物体质量之前,应调节平衡螺母，使横梁保持平衡。小盼设计的实验中，在进行这一步调节时，是把两只气球分别放在天平的两个托盘上之前进行，还是之后进行较好呢？经过分析思考,认为应该先把两只气球分别放在天平的两个托盘上，再调节平衡螺母，使横梁保持平衡.这是因为两只气球不可能完全相同，多少会存在质量上的差别，上述步骤能够消除气球质量差别对实验的影响。2实验中，向球中吹入的空气是多些还是少些好？当然是向球中吹入的空气是多些好，这样会使现象更明显。3想知道教室内空气的质量，应该怎么办？教室内空气的质量肯定无法直接测量，我们可以根据间接计算。这样需要知道空气的密度和教室的容积.教室的容积可以通过测量教室的长、宽、高计算。一般教室长10米、宽8米、高3米，查空气密度为129kg/m3，这样教室内空气的质量约300千克,相当于约6个中学生的体重。4地球周围被厚厚的大气所覆盖，大气的质量有多大呢？联想到液体对容器底部有压强，产生压强的原因是液体受到重力。同样大气之所以产生压强（我们称为大气压，地面附近的大气压约为p=1105Pa）也是因为受到重力.如果知道地球周围大气的总重力G，就可以根据G=mg计算出地球周围大气的总质量m。地球周围大气的总重力G等于地球总表面积S上的总大气压力F,而F=PS,S=4R2，R为地球半径，约为64106m。计算过程如下:
