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摘 要:饮料瓶具有透明、气密性好、容易加工,来源广泛等特点, 可以变废为宝、开发为课程资源,为实验教学“添砖加瓦”,使物理教学正真体现“从生活走向物理,从物理走向科技”的新课程理念,使学生获得亲切感,感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的联系,开发饮料瓶资源,还可培养学生多角度、多方位、多层次分析和解决问题的能力。本文从初中物理教学出发,列举了可用饮料瓶做的实验,简单又有趣,对提高学生学习兴趣,培养学生创新精神和动手能力,具有积极的意义。
关键词:饮料瓶 巧做 实验 列举
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)05-0138-02
《义务教育物理课程标准》指出“应大力提倡用身边的物品做实验,例如使用饮料瓶等日常用品进行物理实验,这样既可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,又补充实验课程资源,有利于增强学生的创新意识”。下面就饮料瓶可做的实验列举如下:
一、声学实验
1.演示空气振动产生声音及音调变化
在几个饮料瓶中盛入不同深度的水,将瓶口移至嘴边吹气,可以听到不同音调的声音产生。空气柱越短的,音调越高,空气柱越长,音调越低。
2.演示声音具有能量
把一个饮料瓶从中间剪开,取其上部,然后在口大的一边套上一个橡皮膜,并用橡皮筋固定,把小口对着点燃的蜡烛,弹一下橡皮膜,蜡烛烛焰会抖动或熄灭,说明声音具有能量。
3.制作土电话
取两个饮料瓶削去底部,在两瓶盖上各钻一个眼,穿上长一点的细棉线,就制成了土电话,可以演示固体可以传声。
二、光学实验
1.观察光的折射
透过盛水塑料瓶,看书本上的字,字变大了,这是光的折射现象。
2.演示光的直射、反射、折射现象
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,制成光路显示器(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,用激光笔从侧面照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。若一半是牛奶(或混浊石灰水),一半是烟雾时,从侧面向牛奶(或混浊石灰水)面照射时,会清晰地观察到光的入射光线和折射光线。
3. 制作冰透镜
在饮料瓶中装少量水,头朝下放于冰箱中冷冻并剪去塑料皮,可制成冰透镜,做各种凸透镜成像的实验。
三、力学实验
1.力的作用效果与力的三要素
双手挤压塑料瓶,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。将装满水的塑料瓶竖立在桌面上,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。
2.压力的作用效果
将装有一半水的塑料瓶竖放在一块软海绵上,观察海绵的凹陷情况;再将塑料瓶内装满水,重新竖放在这块软海绵上,比较这两种情况中塑料瓶对海绵的作用效果,从而得出压力的作用效果跟压力的大小有关。把一装满水的塑料瓶分别竖放、倒放在海绵上,观察并比较海绵的凹陷情况,表明压力的作用效果跟受力面积有关。
3.物体的惯性
用手将一塑料瓶扔出,离开手后瓶仍然继续朝前运动,说明物体具有惯性。将矿泉水瓶放倒在水平桌面上,向它的侧面吹气,它会很容易被吹的滚动起来。当将瓶中装满水再用同样的力吹它时,它却不容易被吹动。当用同样的力使它们滚动起来时,装满水的瓶子滚动的较远。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.探究液体压强与流速的关系,做喷雾器模型
在塑料瓶中装上适量的水,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。
5.探究浮力产生的原因
将饮料瓶去底,瓶口朝下,把两个乒乓球放入其中并落在瓶颈处,从上面倒水,上面乒乓球会迅速浮起来,直到水满,下面乒乓球也不会浮起来,拧上瓶盖时,下面的乒乓球才会浮起来。说明浮力是上下压力之差。
6.失重现象和超重现象的实验演示
在饮料瓶的底部和侧壁用钉子刺几个直径为4毫米的小孔,用一根细线拴其顶部,装满水,水从几个小孔中流出。手拎住细绳另一端而让瓶子自由落下(或竖直上抛),细流停止。说明物体有向下加速度,即有失重现象。在三个饮料瓶侧面靠底部处均刺一直径为5毫米小孔,其中两个饮料瓶捆在一起,用细绳拴二合体和另一个瓶的颈部,使其横跨在高铁架台的定滑轮上,灌满清水,手持瓶不动,水从三瓶小孔内流出的速度相同。放手让瓶自由运动,单瓶孔中水流速度加快,二合体的二孔中水流速度变小,前者是超重现象,后者是部分失重现象。
四、热学实验
1.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,观察到瓶子发生的形变,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比液体分子之间间隔大。
2.感受压缩气体可对外做功
将一空饮料瓶放水洗后用盖子虚盖,放置桌上,两手掌同时用力相向向饮料瓶中央拍去,会看到瓶盖向上喷去,还会看到,瓶口处有小水珠产生,这是水蒸气液化形成的小水珠。(注意安全。)
3.自制温度计
可以用小的饮料瓶中盛入染色的水,然后在瓶盖处开一小孔,让长吸管恰好穿过,用502胶固定吸管,做成一个简易温度计。
总之,利用饮料瓶做实验,具有便于操作,所费不多,可见度大,直观性强,所制教具能长期保存,可多次使用等优点,起到了帮助理解物理知识和提高科学素养的双重教学效果。虽是普通的瓶瓶罐罐,却能引发学生强烈的好奇心和求知欲,激发了他们的想象力和创造力,丰富了课堂教学。
参考文献
[1]《义务教育物理课程标准》2011版
[2]林文鹏译《有趣的物理科学实验101》[M] 上海科学技术文献出版社
[3]王建中《中学物理教学设计与案例研究》[M] 科学出版社