矿泉水瓶中的物理

矿泉水瓶中的物理作者：2010广宁文章来源：成长博客点击数：惡628更新时间：2010-9-8矿泉水瓶中的物理2008-10-04 07:57编者：这一组物理实验很有趣，对物理教学也很有启发作用，转载供大家参考。物理学是一门以实验为基础的科学物理实验是学习、研究物理学最主要、最基 本的方法，通过实验既可以帮助学生建立感性认识，又能激发学生的学习兴趣但是 教师如果始终用实验室内的规范器材进行实验，就会使学生产生一种实验依赖心理， 即只有老师提供器材才能做实验，否则就不能做实验，使学生疏远了物理实验，降低 了学习兴趣，产生了物理难学的心理障碍若在教学中适时引导学生用生活中常见、 便宜的器材（或废物）做实验，研究物理问题，就会使学生倍感亲切，这有利于学生 学习兴趣的激发和动手能力及创新精神的培养，从而收到出奇制胜的效果生活中能 用来做物理实验的材料很多，本文介绍几例巧用矿泉水、雪碧瓶或玻璃杯做物理实验1 声音的产生用两个矿泉水瓶互相敲击，听到声音的同时观察到在震动，说明了震动发声。感受发声体在振动实验用筷子敲击玻璃杯会到声音，用手摸玻璃杯发现杯子在振动。2 制作简易管乐器将 8 个相同的矿泉水瓶灌入不同高度的水，在瓶口依次吹气，发出的音调不同。说明管乐器是靠空气柱的振动发声。空气柱越短，音调越高。演示音调高低的实验向玻璃杯中慢慢加水，并不停地用筷子敲打杯子，发现，随着水的增加，音调将 变低。原理： 音调是由发声体（声源）的振动频率决定的，振动频率越低，音调越低。3 声音传递能量 将矿泉水瓶从中间剪开，靠瓶口一侧的剪开处用橡皮膜蒙上，瓶口对准点燃的蜡烛，敲击橡皮膜，听到声音同时观察到蜡焰颤动甚至熄灭。说明声音能传递能量。4 光在空气中沿直线传播 将矿泉水瓶从中间剪开，点燃蚊香，用瓶尾一侧的矿泉水瓶罩住蚊香，瓶内充满烟雾，用激光电筒照射，会清晰看到光在空气中沿直线传播的路径。5 光的折射（1） 将矿泉水瓶装满水，在瓶后放一支钢笔，看到钢笔错位了。说明光的折射现象。演示“光的折射”现象（2）取一雪碧瓶，截去上部并装满水，让学生将筷子斜插入水中，会发现插入水中部分的筷子看上去会向上弯折，其原因就是光的折射引起的。 演示凸透镜的放大作用实验 在玻璃杯中到入适量的水，头国水杯看见对面的手指，发现手指变大了。这是盛水玻璃杯相当于一个凸透镜，当物体放在一倍焦距之内，成正立放大的虚象。6 物态变化 将矿泉水瓶装满水放入冰箱中，水结成冰凝固；矿泉水瓶装一部分水，敞开瓶口，过一段时间观察到水变少了 汽化（蒸发）；将冷冻后的矿泉水瓶拿出冰箱，发现瓶壁上有水珠液化；观察冷 冻室内矿泉水瓶，发现瓶壁上有白色的粉末状物质凝华。7 导体将闭合电路的金属夹（相当于电路的电源接线柱）放入矿泉水瓶的水中，发现小灯泡亮了，说明水是导体；将金属夹夹 住空矿泉水瓶，发现小灯泡不亮了，说明塑料是绝缘体。8 质量、密度用天平测出一个矿泉水瓶的质量，然后将其剪碎再放到天平上测量，比较前后质量，说明质量不随形状而改变；将装满 水的盖严的矿泉水瓶放入冰箱冷冻室，水凝固成冰，观察到矿泉水瓶的体积膨胀，说 明冰的密度小于水的密度；用矿泉水瓶装满水，但装不下同质量的煤油，说明煤油密 度小于水的密度。9 力的作用效果用力捏矿泉水瓶或是对矿泉水瓶施加力的作用，可以改变其形状和运动状态，说明了力的作用效果；两只空矿泉水瓶互 相敲击，都感到力的作用，说明力的作用是相互的。演示压力的作用效果实验器材 玻璃杯、海绵、水。方法 1 将玻璃杯分别在不放水和放水两种情况下，正放在海绵上发现，在放水的 情况下，海面陷的很深。2 将玻璃杯分别正放和倒放在海绵上发现，倒放时，海绵陷的很深。原理 1 在压力一定时，压力的作用效果与受力面积有关，受力面积越小，压强越 大。2 在受力面积一定时，压力的作用效果和压力有关，压力越大，压强越大。演示力的作用效果实验器材 玻璃杯。方法 1 将玻璃杯从高处掉落在水泥地面上，发现玻璃杯会破碎。2 将玻璃杯放在水平桌面上，用力推它。发现它从静止变为运动。原理 1 力可以使物体发生形变。2 离可以改变物体的运动状态。10 重力、惯性将矿泉水瓶拿起在空中放开，矿泉水瓶落下，说明重力的作用；将矿泉水瓶仍出 去，由于惯性而飞行。演示“静止的物体有惯性”取一只空雪碧瓶，截去上部并装入适量的水，然后盖上一块硬纸板，将鸡蛋放在硬纸 板上，让一名学生用手指突然弹击硬纸板，在紧张的气氛中学生们观察到鸡蛋并没有 随硬纸板一起飞去，而是安然的落入杯中，使学生深刻地认识到静止的物体有惯性（用 玻璃杯更省事）11 液体的压强将矿泉水瓶装满水，在不同的深度钻几个小孔，观察到深度越大的小孔射出的水 的距离越远，说明液体压强与密度有关。12 大气压强(1)将矿泉水瓶内装满热水，拧紧瓶盖，再浇上冷水，由于瓶内蒸气遇冷液化，瓶内 气压降低，小于瓶外大气压，矿泉水瓶就变瘪了。说明大气压强的存在。演示“大气压强”的存在(2)大气是摸不着看不到的气体，大气压的存在令学生怀疑，通过实验观察是让学生明白 大气压存在的最好办法为此在教学中可让学生做这样一个实验，如图3 所示，将一 装满水的雪碧瓶浸没于水中，抓住瓶底向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里 始终充满水，若在瓶底钻一小孔，重做上面的实验，会发现瓶中水面与瓶外水面始终 相平，其原因就是因为第一次瓶里无大气压，瓶外有大气压；第二次瓶内、瓶外均有 大气压且相互抵消，此时学生就会确信大气压确实存在演示覆杯实验，验证大气压强的存在在玻璃杯中盛满水，盖上厚纸片，然后让杯子倒立，发现杯子中的水不会外溢。这是因为一个标准大气压约为1*10田a，它可以支持10.33m高的水柱。13 制作简易潜水艇模型在矿泉水瓶上钻两个小孔，其中一个小孔用橡皮管连接抽气打气两个气筒，密封 性要好，把矿泉水瓶放入水中，朝瓶中抽气或打气，瓶内就可以进水或排水，模拟了 潜水艇上浮或下潜的过程。14、演示“压强与压力的关系”让学生向雪碧瓶中装入少量的水放在一块海绵上，立刻看到海绵凹陷一些；将雪碧瓶 装满水再放到海绵上，会发现海绵凹陷很深，该实验为学生创造了质疑的物理现象， 通过师生的共同探讨，得出压力的作用效果与压力大小有关这一结论15、演示“浮力产生的原因” 对于“浮力产生的原因”，教材只是从理论上做出解释，学生很难弄明白为了帮助 学生理解，可做以下实验：取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶，去掉其底部 把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮， 这是由于乒乓球与瓶口接触不严密，并且因为乒乓球直径略大于瓶口的内径，所以乒 乓球上表面受到水的压力，而下表面基本没有受到水的压力，因而乒乓球不上浮，接 着用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来，其原因就是此时乒乓球上、下 表面均受到水的压力，且下表面所受的压力大于上表面所受的压力这一实验使学生 清楚地理理解了浮力产生的原因，就是液体对物体上、下表面的压力差所引起的16、演示摩擦力和压力的关系实验在玻璃杯中放满米，将筷子插在米中间并用手提筷子，杯子提不起来。如果将筷 子插入米中间用手压紧，并加入适量的水，过一段时间后，再用手提筷子，发现被子 一起提起来。原理原来加入一些水后，米受潮膨胀，增大了米与米之间、米与杯子之间、米与筷子之间的压力，从而增大了摩擦力。17、演示气垫减小摩擦实验器材 玻璃杯、平板玻璃、冷水、热水。方法把一块大一些的玻璃平放在桌子上，在玻璃上洒一层薄薄的水。再把一只玻 璃杯（用热水烫过的）反扣在玻璃上。你瞧，奇怪的现象发生了。你只要稍稍推动一 下杯子，她便会慢慢地滑动起来。原理原来把受热的杯子反扣在玻璃杯上，杯内的空气受热膨胀，形成了高气压团。 这个高气压团把玻璃上的水挤向杯口，在杯口和玻璃之间形成气垫，并把杯子微微托 起，这样杯口和玻璃之间较大的摩擦力被杯口和水之间的很小的摩擦力所代替。所以 稍一推动杯子，杯子便会滑动。课本上的气垫船就是这个原理的应用。以上是我们用身边简单器材-空瓶子所作的小实验，搜集整理于此，仅希望起抛砖引玉的作用