神奇的水杯

引入背景：

在初中学习大气压的时候，老师也许演示过用硬纸片之类的东西托起杯子中的水的实验，可是，那如果我们不用纸片之类的任何东西，能否保持杯子中的水也不流出来呢？

实验器材：

一个带滤网的不锈钢水杯（滤网的孔一定要很小），一块硬纸片，另备一大杯水。

实验步骤：

（1）将不锈钢水杯中装满水（里面的水一定要装得很满）。（2）用硬纸片将杯口盖住，使水慢慢将沿杯口处的纸片浸湿，以便达到更好密封杯口的效果。（3）用一手的手掌压住纸片，另一只手将杯子迅速翻转使杯口朝下。（4）放开压纸片的手（这时纸片不会掉，而是将杯子里面的水紧紧托住），如图22所示。（5）拿走纸片，将杯子中的水全部倒出。（6）重新在杯子中装入水（注意此次杯子中的水只能装到水面刚好到达滤网为止）。（7）用一只手握住杯子，然后迅速将杯子翻转使杯口朝下，并保证杯子处于竖直方向（这一点是实验成败的关键），如图23所示。

图22

图23

实验现象：

两次实验中，杯子中的水都没有流出（第二次特别神奇它是这个实验中最大的一个亮点）。

原理剖析：

第一次实验中的水不流出，是因为大气压通过纸片将里面的水托住了，学生能理解。第二次实验中，里面的水不流出是利用了水的表面张力。由于杯子中的孔径很小的内网起了很大的作用，当杯子翻转口朝下后，在小孔间形成一层水膜将孔封住了，这样就形成了一个无形的纸片，大气压通过这层水膜将里面的水托住而不流下来。

说明：

（1）由于一般的水杯里面的滤网都位于杯口下1～3cm的位置，所以第二次实验时要重新在杯子中装水，且只能装到滤网位置。如果利用第一次实验的水，由于杯中的水面处于杯口，因此翻转杯子时，滤网至杯口部分的水会流出来，滤网至杯底的水不会流出。如果能找到一个滤网位置与杯口一样平的杯子，那做这个实验时就可只装一次水。而且在做第二次实验演示时可将第一次的纸片快速弹出即可。（2）在进行第二次实验演示时，杯子一定要竖直，否则杯子中的水会慢慢流出来，当调竖直之后，里面的水才不会流出。（3）第二次的实验可以用在讲授液体表面张力的时候作为课题引入的演示，也可以在其他场合用于激发学生兴趣的时候演示。