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饮料瓶在中学物理实验中的妙用

  • 投稿mond
  • 更新时间2015-09-14
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湖北省丹江口市六里坪中学(442700)杨正堰

1声学实验

以探究声音的音调为例。

1.1方法a

在几个饮料瓶中盛入不同深度的水,将瓶口移至嘴边吹气,可以产生不同音调的声音。空气柱越短的,音调越高;反之,空气柱越长,音调越低。

1.2方法b

在饮料瓶中盛入小部分水,用手握住后,将饮料瓶口移到嘴边、吹气,学生会听到一种音调的声音。若一边吹气,一边用手挤压饮料瓶使水面升高时,学生又会听见不同音调的声音。

2光学试验

在一个比较粗一些的饮料瓶中充满香烟(或是卫生香)的烟雾,拧紧瓶盖,制成显示光路器(能多个班级重复使用)。用激光笔从瓶底照向瓶口,能清晰地显示光在同一种物质中沿直线传播。若将瓶底放在平面镜上,用激光笔从侧面向瓶底的平面镜照射时,会清晰地观察到入射光线和反射光线,给学生留下深刻的反射现象的表象。若将饮料瓶中盛入一半未澄清的石灰水,另一半充满烟雾,用激光笔从侧面向石灰水面照射时,会清晰地观察到光的入射光线和折射光线。

3热学实验

3.1压缩气体体积气体液化演示

拧开饮料瓶盖,滴入几点乙醚,拧紧瓶盖后,稍待一会儿,乙醚液体不见了。当用手挤压瓶体时,乙醚液体重新出现在瓶壁上。这表明压缩气体体积,气体被液化。

3.2碘的升华与凝华演示

拧开饮料瓶盖,用药匙加入少些固态碘,拧紧瓶盖后,竖起将含有碘的瓶底放入烧杯中的沸水里,就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升,到瓶子的上部后又重新凝华成闪闪发光的碘晶体。此时摇动饮料瓶时,看到瓶底的碘仍然是固体,这比用烧瓶在酒精灯上加热出现液态碘的可操作性更强。

3.3演示气体 液体分子之间有间隔

将空饮料瓶的瓶盖拧紧后,用手握住用力挤压,观察到瓶子发生了形变,体积减小,说明气体分子之间有间隔。将饮料瓶中盛满水,再拧紧瓶盖后,也用手握住使劲挤压,会观察到瓶子发生了很小的形变,体积也减小,说明液体分子之间也有间隔。通过两次挤压后观察到形变的程度不同,说明了气体分子之间间隔比液体分子之间间隔大。

3.4演示对外做功内能减少

把自行车内胎上具有单向导气的气门芯,固定在饮料瓶的瓶盖上,打开瓶盖滴入几滴乙醚,拧紧瓶盖,再用打气筒充气后,会看见瓶内的乙醚蒸发,然后慢慢松开瓶盖,瓶内出现了“白气”,这表明气体对外做功,气体的内能减小,温度降底而使乙醚液化。

4力学实验

4.1演示力的作用效果与力的三要素

双手挤压饮料瓶,可以使瓶发生不同程度的凹陷变形,说明力可以使物体发生形变。如果施加的力越大,瓶子的形变程度也就越大,表明力的作用效果跟力的大小有关。用手推装满水的饮料瓶使其运动,说明力可以改变物体的运动状态。推力方向不同,饮料瓶运动的方向也不同,说明力的作用效果跟力的方向有关。将装满水的饮料瓶竖立在桌面上,用手指推瓶盖与瓶身,发现推瓶盖时瓶子更容易倾倒,说明力的作用效果跟力的作用点有关。

4.2演示物体的惯性

用手将一饮料瓶扔出,离开手后瓶仍然继续朝前运动,说明物体具有惯性。将空饮料瓶放倒在水平桌面上,从它的侧面吹气,很容易吹倒;当将瓶中装满水再用同样的力吹时,却不容易吹动;当用

同样的力使它们滚动起来时,装满水的瓶子滚动得较远。这些现象说明:质量大的物体不容易改变运

动状态,即质量大的物体惯性大。

4.3探究压力的作用效果

将装有一半水的饮料瓶竖放在一块软海棉上,观察海棉的凹陷情况;再将饮料瓶内装满水,重新竖放在这块软海棉上,比较这两种情况中塑料瓶对海棉的作用效果,从而得出压力的作用效果跟压力的大小有关。把一装满水的饮料瓶分别正放、倒放在海棉上,观察并比较海棉的凹陷情况,表明压力的作用效果跟受力面积有关。

4.4证明大气压的存在

拧开饮料瓶的瓶盖后,倒入少量热水,放置片刻,瓶内气压减小,外界大气压把瓶压变形了。松开瓶盖后,空气进入内外气压平衡,在弹力的作用下,瓶身恢复原样。

4.5探究液体压强

在一饮料瓶的瓶口包上一层橡皮膜,将其瓶口压入水中,橡皮膜发生凹陷,说明液体内部存在压强。在饮料瓶侧壁上不同高度的地方扎3个小孔,再往瓶内倒水,比较水从孔中喷出的远近,最终得出液体压强跟深度有关,深度越大,压强越大。

4.6探究液体压强与流速的关系

在饮料瓶中装适量的水,左手拿着一支吸管竖直插入瓶内水中,右手横拿着另一支吸管,将嘴对着横管的一端用力吹气,观察管内液面和管口的情况,从而得出“流体流动,流速越大的位置,压强越小”的结论。

4.7探究浮力产生的原因

将饮料瓶的底部剪去,瓶口朝下,把乒乓球放入其中并落在瓶颈处,从上面倒水,直到水满后,乒乓球也不会浮起来,而只有用手从下面堵住瓶口时,乒乓球才会浮起来,从而说明浮力就是液体对浸在其中的物体向上与向下的压力差。

4.8演示物体的浮沉条件

将空饮料瓶中装入适量的沙子,拧紧瓶盖,放入水中,瓶可竖直下沉;通过调节装沙量的多少,可使瓶在水中竖直地漂浮或悬浮。

5结束语

随处可得的饮料瓶能做出的实验还很多,例如可以替代烧杯、量筒、漏斗、溢水杯等实验器材,做成声音与能量、阿基米德原理的演示、潜水艇模型、土电话、喷泉、闭口浮沉子等的实验装置。生活中处处有物理,只要善于发现,细心观察,勤于思考,勇于实践,不断引导学生进行探究,充分利用身边可以利用的物品,让学生自己动手制作教具,不仅可以提高学生学习物理的长久兴趣,而且还可以培养学生的动手能力和创新精神,并使学生有意识地将物理知识应用到实践中,解决实际问题。

收稿日期:2013-11-19