任务拆解
【实验一】自制简易连通器
实验方法:
1.取2只一次性的100毫升注射器,取出活塞。用剪刀取一段20厘米的透明软管,两端套进注射器的注射口(注意要套紧,以防漏液)。这样,一个简易的连通器就做成了。
2.用透明胶带将两个注射器粘贴在墙壁上固定,注意高度一致。
3.一人将清水(或有颜色的水)缓缓倒入其中的一个注射器。同时,另一人用手指堵住另外一个注射器的上口。等60毫升液体全部倒入后,再缓慢松开手指,仔细观察液体的流动。
4.等液体停止流动后,用卷尺测量两注射器内液面的高度。
5.松开其中一只注射器的胶带后,可以上下移动注射器,再仔细观察液体的流动。
实验现象:
实验过程中,发现液面的高度是__________(一致/不一致)的。
实验结论:
______________________________________
______________________________________
【实验二】模拟供水系统
小贴士
水塔及其输水管道与用水端形成一个连通器。只有水塔的高度高于用户端时,用户端的水龙头才能顺利出水。当城市的高层建筑高于水塔时,高楼通常需自设水箱,将水引到楼顶水箱中,供用户使用。
实验方法:
1.先将9伏电池装入电池盒中,盖上电池盒盖板。
2.按下图摆放各实验装置,并组装实验装置。
3.关闭水龙头,接通电源,将水引到水塔内。
4.打开上部水龙头少许,观察水龙头出水的状态。
5.将下部水龙头旋至与上部水龙头把手相同角度,比较上下水龙头的出水状态是否相同。
6.断开电源,直至水龙头不再流出水,轻轻提升整个升流装置,使上部水龙头高于水塔,下部水龙头低于水塔,关闭两个水龙头。

摆放实验装置并组装
7.再次接通电源,将水引到水塔中。
8.先旋开上部水龙头再旋开下部水龙头,观察2个水龙头出水情况。
9.分析这次上下水龙头的出水状况为什么不同?
实验结论:
______________________________________
______________________________________
小贴士
当环境温度过低时,在导管与泵体或水塔联通前,先将导管端口在温水中浸泡片刻使其恢复弹性,并在安装端口处涂上少量洗洁精作为润滑,这样安装会更加便捷。实验结束后,应立即切断电源,并将电池盒中的电池取出,妥善保管(如放置在密闭的塑料袋中),以免电池在电池盒内失效或对实验器材造成损坏。
【实验三】自制喷泉装置
小贴士
普通喷泉利用了连通器的原理。比如,在山上修建一个蓄水池,用一根管子把池子里的水引到山下,因为山上水的液面高于山下,压力差会使山下水管里的水喷向空中,成为喷泉。但是这种喷泉喷出的水会高于山顶的水池吗?显然不会,最多只能与山顶的水面等高。
但是希罗喷泉不同,希罗喷泉相当于建在山顶,喷出的水柱远高于山顶的蓄水池,所以第一次看到它的人会惊讶不已,仿佛它违反了最基本的物理定律。当然希罗喷泉是不会打破物理定律的,你发现任何貌似不符合物理定律的现象,都只是由于你了解的深度不够而已。
实验方法:
1.把一个矿泉水瓶切下1/3,用来做希罗喷泉最上面那个容器,也就是放在“山顶”的容器A。

将矿泉水瓶切下1/3

在瓶盖上钻孔
2.用手电钻在A(1号瓶)、B(2号瓶)、C(3号瓶)的瓶盖上钻孔,孔的直径要等于或者略小于你所用的吸管的外径。
3.组装时注意每个瓶盖上的孔的对应位置不要弄错,不然穿不进吸管。假如吸管与瓶盖之间密封不好,可以用玻璃胶或者万能胶来密封。
4.组装完成后,只要2号瓶里装满水就可以了。然后用另外一个容器向1号瓶加水,水通过管1流入最下面的3号瓶,压力传导进中间的2号瓶,整个装置开始运作,管3顶端开始有喷泉喷出,直至2号瓶里的水全部喷出。(如果你所使用的吸管太粗的话,可能看不到比较明显的喷泉效果,可以把喷嘴的地方用加热的方法弄细一些。)

钻完孔的瓶盖

组装“喷泉”装置
小贴士
使用手电钻时,一定注意安全。此外,可以在下面垫一块较厚的木板。
实验现象:
______________________________________
______________________________________
实验结论:
______________________________________
______________________________________
小贴士
对普通喷泉来说,山顶水面高度与喷泉喷嘴处水面高度差h的水柱产生的压力,就是喷泉往空中喷发的动力。
对希罗喷泉而言,同样是利用水的液面高度差造成的压力,使水柱喷向空中,只不过装置非常巧妙而已。容器A,就是山顶的蓄水池里的水,通过水管1进入容器C,C是建在山脚的一个密封的容器,设A与C的水的液面高度差为h1。容器C里面一半装的是水,一半是空气。因为它是密封的,所以里面的空气要受到A里面过来的水的压力,换算到压强,也就是h1高度的水造成的压强。
容器C里面的气压,通过管2(注意管2里面没有水,只有空气),被传导到上面另外一个密封的容器B里面。B里也是一半水一半空气,因为它与容器C里的空气通过管2连通,所以它里面空气的气压与C里面是相同的,这个气压大于1个大气压。这样,容器B里面_的水,通过管3伸到A的水面之上,也就是喷泉的喷嘴处。我们假设它们的高度差是h2,那么管3的喷嘴处的水受到的压强就等于h1减h2这么高的水造成的压强。我们看到h1明显高于h2,因此喷嘴处的水受到正的压力,就会喷向空中。h1与h2的高度差越大,喷管里的水受到的压力也就越大,水柱也就喷得越高,就造成了山顶处有喷泉的奇观。

普通喷泉与希罗喷泉的比较