气压计实验
背景材料：
一次，哥本哈根大学出了一道物理试题：“如何用一只气压计测量摩天大楼的高度?”一个学生给出的答案是：把一根绳子系在气压计上，将气压计从大楼的天台放到地面。绳子的长度加上气压计的长度就是大楼的高度。
这个答案让教授非常恼火，他判这个学生不及格。学生不服，于是学校派了一个独立仲裁员处理这个事情。
仲裁员裁定学生的答案是正确的，但是没有用到什么物理学知识。他要求这个学生在6分钟的时间内给出一个明确利用了物理学知识的答案。开始的5分钟里，学生低头沉思。仲裁员提醒他时间快到了，他却表示自己已经有了好几个答案，只是没想好到底用哪个。再次催促之后，他开口了。
第一，可以将气压计从房顶上扔下去，计算气压计到达地面的时间，然后用自由落体公式计算出大楼的高度。
第二，如果天气晴朗，先测量气压计的长度，再测量它直立时影子的长度。然后，测量大楼的影子有多长，最后通过比例就能很容易地计算出大楼的高度。
第三，在气压计的一端系上一小段绳子，先在地面、然后在房顶上做单摆运动。大楼高度可以通过一系列复杂的计算得到。
第四个显然是老师希望得到的答案：用气压计分别测量地面和房顶的气压，通过气压差算出大楼的高度。
不过，最好的办法就是直接去找大楼的看门人，对他说：告诉我这座大楼有多高，我就把这个气压计送给你。
这个故事在物理学界广为流传。那位担任仲裁的大师是1908年诺贝尔物理奖得主卢瑟福，而这位学生的名字叫做波尔。他后来成为举世公认的物理奇才，1922年诺贝尔物理奖得主，原子模型的缔造者和量子论的创建者。或许正是这种开放性的思维使玻尔在科学研究中不断创新，成为与爱因斯坦并驾齐驱的最伟大的物理学家之一
实验目的：探究如何用一只气压计测量摩天大楼的高度
实验原理：
1、 H=1/2gt^2 ——重力加速度公式
2、 H1:H2=H1’:H2’—— 相似三角形
3、 F=mg=GmM/R^2——万有引力定律g=(4π^2×L)/(T^2)——单摆摆长与周期的关系
4、 P=ρgh——气压密度公式
我们主要讨论一下第三，四种测量方法
方案一：首先是万有引力定律公式，由于高一的同学们刚学过不多做介绍了
下面介绍一下另一个公式，是与简谐运动有关的，下面先介绍一下简谐运动
简谐运动又名简谐振动。
定义：物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律（即它的振动图像是一条正弦曲线）的振动叫简谐运动
回复力的定义：振子受迫使它回复平衡位置的力，是合外力平行于速度方向上的分力。 如果用F表示物体受到的回复力，用x表示小球对于平衡位置的位移，根据胡克定律，F和x成正比，它们之间的关系可用下式来表示：F = - kx
式中的k是劲度系数，负号的意思是：回复力的方向总跟物体位移的方向相反。
一般简谐运动周期：T=2π√（m/k). 其中m为振子质量，k为振动系统的回复力系数。 对于单摆运动，其周期T=2π√（L/g） （π为圆周率 √为根号 ） 由此可推出
g=(4π^2×L)/(T^2) 据此可利用实验求某地的重力加速度。 (摆角应小于10°以减小误差)
由于通过万有引力这一章的学习，我们知道在不同高度，g是不同的，而摩天大楼的高度使得重力加速度的变化不可忽略不计有公式得
g=(4π^2×L)/(T^2) 而gR^2=GM,R=(GM/g)^1/2,因为引力常数G与地球质量M已知， 已知原地球半径为R1，设高度为H ,R总=R1+H,代入上述公式得
H=2π/T(GML)^1/2-R1 在这里我们只测量重力加速度，计算步骤省略
实验器材：单摆（小球加细线），秒表，量角器，毫米刻度尺，铁架台
实验方法：
1、将铁夹固定在铁架台上方，铁架台放在桌边，使铁夹伸到桌面以外，使摆球自由下垂。
2、测量摆长：用游标卡测出直径2r，再用米尺测出从悬点到小球上端的距离，相加
3、把小球拉开一个角度（小于5度）使在竖直平面内摆动，测量单摆完成全振动30到50次所用的平均时间，求出周期T
4、带入公式求出g
5、多次测量求平均值
注意事项与误差分析
注意：1.细线在1m左右，细，轻，不易伸长。小球密度要大的金属，直径小。最好不要过2cm
2.摆角小于10°
3..在一个竖直平面内，不要形成圆锥摆
4 测量单摆的摆长是摆线长加球半径
5 读周期要注意是第一次过最低点开始读第一次
该实验操作难度比较大，误差也较大，所以需要细心耐心，更需要精确
因为受教学楼高度的限制，所以效果不会很明显，并且这个实验本身是一个理想化模型，实际上受空气阻力，地转偏向力等影响，是理论上的，就像匀速直线运动不可以完全达到一样
方案二：由液柱高度差H，液体密度ρ=M/V，得出该处气压与地面气压差P=ρgH， 由公式海拔h=8000(1+T/273)P (m/hPa) 其中T为摄氏温度
带入得h=8000(1+T/273)MgH/V，
即可测出楼高
实验器材：气压计，手制（玻璃管，玻璃瓶，有色液体），天平,量筒，烧杯，刻度尺 实验方法：由液柱高度差H，
①用天平测烧杯和液体的总质量m1，然后倒入量筒中一部分；
②用天平测烧杯和剩余液体的质量m2；
③算出量筒中液体的质量m＝m1－m2；
④读出量筒中液体的体积V；
⑤根据ρ＝m/V算出液体的密度．
液体密度ρ=M/V，得出该处气压与地面气压差P=ρgH=MgH/V，
代入上述公式即可得出结果
注意事项和误差分析
这个实验初中生都会做，用不着教了
该实验测密度时小心一点，不要犯基本的错误，其他的不说了