于 淼 傅友東

(江蘇省高郵市第一中學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225600)

·實(shí)驗(yàn)研究·

利用瓶子做物理實(shí)驗(yàn)

于 淼 傅友東

(江蘇省高郵市第一中學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225600)

物理低成本實(shí)驗(yàn)教具制作方便，筆者利用瓶子來(lái)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、制作實(shí)驗(yàn)教具，參與教學(xué)活動(dòng)，取得較好的教學(xué)效果.

低成本物理實(shí)驗(yàn)；瓶子；創(chuàng)新

物理低成本實(shí)驗(yàn)制作一直是物理教師感興趣的一項(xiàng)活動(dòng)，朱正元先生提倡“瓶瓶罐罐做儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，筆者總結(jié)了利用瓶子做物理實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，供大家在教學(xué)中參考.

1 利用可樂(lè)瓶探究曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度

器材：可樂(lè)瓶、鐵球、雙面膠、可轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)(可以用木板制作)、紅墨水、白紙、剪刀.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1) 如圖1所示在平臺(tái)上固定好白紙，在四周粘上雙面膠，用剪刀把可樂(lè)瓶截去頂部，底部中間鉆一個(gè)孔，反扣在平臺(tái)上，將幾個(gè)小球沾有紅墨水的鐵球放在可樂(lè)瓶中.

圖1

(2) 旋轉(zhuǎn)平臺(tái)時(shí)，平臺(tái)、鐵球和可樂(lè)瓶一起旋轉(zhuǎn)，向上取走可樂(lè)瓶，則小球沿著圓周的切線方向運(yùn)動(dòng).

結(jié)論：每一個(gè)小球都沿著切線方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明圓周運(yùn)動(dòng)的線速度沿著切線方向.

這個(gè)裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)換白紙多做幾次，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到邊緣時(shí)被雙面膠粘住，可以防止小球又回到中間，影響實(shí)驗(yàn)效果.

2 利用啤酒瓶演示微小形變

器材：啤酒瓶、塞子、細(xì)管、有顏色的水.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖2所示，在瓶子裝滿有顏色的水，細(xì)管穿過(guò)塞子，塞好塞子，使細(xì)管中水面超出塞子一定高度，此時(shí)用力壓瓶身，就會(huì)發(fā)現(xiàn)細(xì)管里的水會(huì)向上移動(dòng).

圖2

結(jié)論：瓶子的形變很微小，肉眼很難觀察，用力擠壓瓶身時(shí)，瓶子發(fā)生微小形變，使瓶子變扁，就會(huì)把水?dāng)D到細(xì)管里.

3 利用可樂(lè)瓶演示完全失重

器材：可樂(lè)瓶、水.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在可樂(lè)瓶靠近底部的兩側(cè)鉆兩個(gè)小孔，再裝滿水，抓住瓶子時(shí)可以看到水從兩個(gè)小孔流出，松手后瓶子自由下落，發(fā)現(xiàn)水不再流出.

結(jié)論：松手后水和瓶子都做自由落體運(yùn)動(dòng)，都處于完全失重狀態(tài)，水對(duì)杯子沒(méi)有壓力就不再流出.

4 利用啤酒瓶探究摩擦力

器材：啤酒瓶、水、洗滌劑.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1) 在啤酒瓶中裝滿水，請(qǐng)一位女生把啤酒瓶豎直拿起來(lái)，發(fā)現(xiàn)很輕松就可以拿起來(lái)了.

(2) 在啤酒瓶外面涂上一層洗滌劑，再請(qǐng)一名男生去拿啤酒瓶，發(fā)現(xiàn)男生怎么拿都拿不起來(lái).

結(jié)論：女生可以拿起來(lái)，是因?yàn)槭峙c瓶之間的靜摩擦力等于瓶的重力；男生拿的時(shí)候手與瓶之間的摩擦力小于瓶的重力.說(shuō)明摩擦力與物體間的粗糙程度有關(guān)，涂了洗滌劑之后的摩擦因數(shù)明顯減小了，摩擦力就減小了.

5 利用可樂(lè)瓶做靜電實(shí)驗(yàn)

器材：可樂(lè)瓶、橡膠棒、毛皮.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將干燥的可樂(lè)瓶放在絕緣的水平桌面上，用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近(不接觸)可樂(lè)瓶，可以控制可樂(lè)瓶的運(yùn)動(dòng).

結(jié)論：毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶電，可以吸引其他物體，所以能帶動(dòng)可樂(lè)瓶運(yùn)動(dòng).若讓可樂(lè)瓶帶上與橡膠棒相同的負(fù)電，兩者相互排斥，橡膠棒也可以控制可樂(lè)瓶的運(yùn)動(dòng).

6 利用易拉罐演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象

器材：鋁質(zhì)易拉罐、條形磁鐵、細(xì)木條、鐵釘、剪刀.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1) 如圖3所示，先用鐵釘和木條做成可以旋轉(zhuǎn)的架子，再把易拉罐剪出兩條寬約0.5cm的細(xì)環(huán)，將其中一個(gè)環(huán)剪開(kāi)一個(gè)小口，分別掛在木條的兩側(cè).

圖3

(2) 當(dāng)條形磁鐵插入或拔出閉合鋁環(huán)時(shí)，裝置旋轉(zhuǎn).

(3) 當(dāng)條形磁鐵插入或拔出不閉合鋁環(huán)時(shí)，裝置靜止.

結(jié)論：該實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，穿過(guò)閉合鋁環(huán)的磁通量改變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流又產(chǎn)生磁場(chǎng)，由“增反減同”，可以得到條形磁鐵插入時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，相互排斥，拔出時(shí)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，則相互吸引.而不閉合的鋁環(huán)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵插入或拔出時(shí)不產(chǎn)生相互作用.

7 利用可樂(lè)瓶探究摩擦力

器材：裝有細(xì)沙的可樂(lè)瓶、彈簧測(cè)力計(jì)、長(zhǎng)木板、細(xì)繩、長(zhǎng)軸等.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1) 如圖4甲所示，安裝好器材，拉動(dòng)長(zhǎng)木板，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸變大，當(dāng)可樂(lè)瓶與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)后，示數(shù)就穩(wěn)定不變了.

(2) 如圖4乙所示，用長(zhǎng)軸穿過(guò)可樂(lè)瓶，使可樂(lè)瓶可繞長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)長(zhǎng)木板，當(dāng)可樂(lè)瓶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)比可樂(lè)瓶與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)要小.

結(jié)論：(1) 圖4甲中裝置是演示靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系，隨著拉力增大靜摩擦力也增大，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到一個(gè)最大值后，可樂(lè)瓶與長(zhǎng)木板就相對(duì)運(yùn)動(dòng)了，此后滑動(dòng)摩擦力小于最大靜摩擦力并保持不變，在長(zhǎng)木板上放不同材料(例如毛巾)可以再次驗(yàn)證.

(2) 圖4乙中裝置是演示滾動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系，發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小.

圖4

在可樂(lè)瓶中裝有細(xì)沙，是為了增大瓶的質(zhì)量，效果更好.

物理教師在平時(shí)的教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生充分利用日常生活中隨手可得的小物件來(lái)制作實(shí)驗(yàn)器材，不僅可以鍛煉他們的動(dòng)手動(dòng)腦能力，還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣，從而取得較好的教學(xué)效果.

[1] 張偉，郭玉英,劉炳昇.“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn):有待深入開(kāi)發(fā)的重要物理課程資源[J].物理教師，2005,(9):123-125.

[2] 朱正元.物理演示實(shí)驗(yàn)與自制教具[M].江蘇:人民出版社,1978:65-68.