徐博文

高中物理的實踐性很強，學生需要通過大量實驗掌握物理知識。通常一說到實驗，學生都會認為其比較特殊，同時腦海中首先浮現(xiàn)的是實驗設備。其實大部分物理實驗使用比較簡單的設備也可以獲得較好的效果，礦泉水瓶就是其中的一種。筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，介紹哪些高中物理實驗能夠用礦泉水瓶開展。

一、利用礦泉水瓶開展慣性原理實驗

列舉相關問題：相信大家都知道，如果在車廂內將小球用繩子懸掛住，小球會跟隨車子向前運動，在慣性的作用下做后擺運動。但是學生通常在練習中遇到下述題目時束手無策。例子：在裝滿清水的容器中放入木球Q以及鐵球P，兩者分別使用細線懸掛在容器的下部和上部，容器停止運動時，細線方向豎直，現(xiàn)容器保持固定的加速度a 往右邊開展勻速加速直線運動，容器中兩球的移動方向具體如何？

實驗步驟：首先教師可以把乒乓球用細線綁住固定在充滿清水的礦泉水瓶中，注意礦泉水瓶的瓶口蓋子需要擰牢。然后教師用手拿住倒立的礦泉水瓶，并且保持往右的方向開展加速運動。

實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象 ：相對于礦泉水瓶子，瓶內的乒乓球沒有向后擺動，只是往前移動。

教師講解：實驗結果的出現(xiàn)是因為瓶子往右運動的時候，清水在慣性的作用下需要維持之前的狀態(tài)，從而往左運動，進而導致相對于礦泉水瓶，乒乓球是往右方向運動。由此證明乒乓球的慣性遠遠小于清水的慣性，從而可以得出，物體的具體慣性主要由質量決定，兩者關系主要為正相關關系，從另外一層意思來說，也就是慣性越大，物體的質量越大；慣性越小，物質的質量越小。

二、利用礦泉水瓶演示失重情況

列舉問題：在高中物理課堂上，教師主要通過開展如下的實驗演示失重情況：用彈簧秤拉扯鉤碼開展自由整體運動，其中，如果彈簧秤的示數(shù)全部顯示為零，那么則可以表示鉤碼僅僅承受重力作用，在失重情況中，此時的加速度主要屬于重力的加速度。一般來說，該實驗的難度很大，僅僅能夠作為演示實驗。用礦泉水瓶開展實驗，不僅可以使學生認識失重知識，同時還能增加課堂效果。

實驗步驟：（1）在礦泉水瓶瓶底打上幾個小孔，不可太大，用紅墨水填充礦泉水瓶，直至全滿。瓶子不運動時，墨水會從小孔流出，教師應該給學生詳細講解該現(xiàn)象是因為墨水重量受到瓶底形成的壓強而造成的。然后按照牛頓第三定律獲取底部對墨水產(chǎn)生的支持力。（2）教師把噴墨水的礦泉水瓶舉到高處，然后松手讓瓶子做自由落下運動，瓶子在落下時會產(chǎn)生小孔不噴墨水的現(xiàn)象。教師可以告訴學生這是由于墨水和礦泉水瓶是同時落下，由此相對速度完全消失了。因此，墨水沒有對底部產(chǎn)生壓力，單單承受重力的作用，此時的墨水和瓶子是處在失重狀態(tài)。

學生可以做如下猜想：假如小孔被手指堵住，然后把充滿墨水的礦泉水瓶打開瓶蓋后以豎直的方向往上拋，那么此時墨水是否從小孔噴出來？墨水噴出來的速度是否大于瓶子靜止時的速度？墨水的實際速度是怎樣的？通常來說，學生均會覺得，礦泉水瓶以豎直的方向往上拋時，墨水應該會以小孔為通道噴射出來，同時此時墨水噴射的速度要遠遠大于瓶子運動的速度。這是因為墨水主要往低處流動，但是礦泉水瓶向上移動，對此，墨水的噴射速度會大于瓶子的移動速度。該答案的產(chǎn)生是因為學生還沒有充分認識失重的概念。

實驗結果解說：其實礦泉水瓶以豎直的方向往上拋時，墨水并沒有從小孔里噴灑出來。另外如果礦泉水瓶突然被向上拋出、斜向下拋或者向下快速拋出時，墨水也不會從小孔里射出來。

課外知識拓展：教師可以使用牛頓第二定律對上述實驗進行分析，使學生充分掌握，當物體的重力加速度以及加速度相同時，其完全處于失重的狀態(tài)中，而此時物體的具體速度與運動方向等因素造成的影響不大。

三、用礦泉水瓶模擬打點計時器

列舉問題：在高中物理內容中，打點計時器是力學實驗中經(jīng)常會用到的器材，大多數(shù)教師在講解工作原理時，都會用到打點計時器，但是對剛剛踏進高中的學生來說，打點計時器屬于一個比較陌生的物品，由此選擇礦泉水瓶開展實驗模擬很有必要。

實驗步驟：首先，將礦泉水瓶的瓶蓋去掉后，選擇其底部位置打下一個小孔，然后用紅色的墨水將瓶子裝滿。其次，教師提著瓶子模擬紙袋運動，將滴下的水滴比喻為打點。水滴之間的距離會隨著教師的運動而出現(xiàn)變化，如果教師向前加速，那么距離就變大；如果教師向前勻速，那么距離一樣；如果教師保持不變，每次落下的水滴均處于相同的位置。第三，在礦泉水瓶的幫助下，教師可以將打點計時器復雜的工作原理簡化，幫助學生掌握相關知識。在實驗過程中，墨水高度、小孔范圍以及墨水深度可對打點時間距離造成影響。

四、結束語

綜上所述，高中物理實驗并不一定需要用到學校實驗室的設備才可以開展，采用日常生活中的小器材也能夠開展實驗，不僅可以把復雜的實驗簡化，加深學生對物理內容認識，還能使學生將教材知識和生活實踐結合起來，達到學以致用的效果。