有趣的噴泉　由物理網(wǎng)資料整理

在講大氣壓強(qiáng)時(shí)，為了讓學(xué)生比較直觀形象的認(rèn)識(shí)到大氣壓的存在和利用大氣壓的現(xiàn)象，我們總是喜歡做一些既能說(shuō)明問(wèn)題又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性的小實(shí)驗(yàn).以往我們做的各種噴泉實(shí)驗(yàn)就是一例，這里筆者給大家推薦一種能連續(xù)噴水的噴泉實(shí)驗(yàn).

1.儀器的裝置如圖所示.

 

(1)上端封閉的玻璃管：管子越長(zhǎng)效果越好，最好選用牛頓管之類的玻璃管.(2)噴水管：選用長(zhǎng)度約20cm左右的尖嘴玻璃管，其一端接有橡膠管.(3)出水管：上端用玻璃管，下端用有一定硬度的橡膠管.(4)儲(chǔ)水槽：可與自來(lái)水嘴相連，用來(lái)提供持續(xù)的水源.(5)接水槽：盛接出水管流出的水，也可直接把出水口與下水道相通.(6)橡皮塞：用于封閉玻璃管口.

2.安裝與調(diào)試

(1)將噴水管和出水管插入橡皮塞，然后用止水夾夾住進(jìn)水口和出水口.(2)將玻璃管裝適量的水后并蓋緊橡皮塞.將整個(gè)裝置倒置，然后固定在支架上.(3)將噴水管插入儲(chǔ)水槽后，再同時(shí)打開止水夾，這時(shí)噴泉就可以工作了.(4)如玻璃噴管中水面高于噴嘴時(shí)將對(duì)噴水高度有影響，這時(shí)可調(diào)整出水口到進(jìn)水口的高度差.如果水面較低時(shí)由于管外空氣壓強(qiáng)要比管內(nèi)空氣壓強(qiáng)大，這時(shí)空氣容易通過(guò)出水管進(jìn)入玻璃噴管，使整個(gè)裝置停止工作.

3.工作原理

當(dāng)水沿出水管流出時(shí)，封閉的玻璃管中空氣的體積增大，壓強(qiáng)減小，使管外大氣壓強(qiáng)大于管中空氣的壓強(qiáng)，所以水能從噴嘴噴出.噴射的水柱高度由儲(chǔ)水槽到接水槽水平面的高度差來(lái)決定.

水柱噴射高度的計(jì)算方法如下：設(shè)空氣壓強(qiáng)為p0，玻璃噴管中的空氣壓強(qiáng)為p，接水槽到儲(chǔ)水槽的高度差為H，儲(chǔ)水槽液面到玻璃管中液面的高度差為s，噴射水柱高度為h.

則儲(chǔ)水槽液面的壓強(qiáng)應(yīng)滿足

p0=ρgs+ρgh+p

接水槽液面的壓強(qiáng)也應(yīng)滿足

p0=ρgH+ρgs+p

由以上兩式可得H=h，即水柱高度等于出水口到進(jìn)水口的高度差，由于水與管之間有阻力，因而實(shí)際上h

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