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在中学物理实验中有很多是比较简单的定性实验,精度要求不高,因此对这些实验可以“就地取材”利用日常用品来做。虽然现在大多数学校实验室的配备都相当完善,然而,随着教学改革的深入,仅靠统配的仪器是远远不能适应教学实际需要,特别对经济文化相对落后的农村中学,配套的器材短缺,更应该在教师的指导下,利用日常用品来开辟实验教学新途径,这不仅可以弥补部分仪器的短缺,更重要的是可拓宽学生的知识面,培养学生发散思维能力,激发学生学习物理的浓厚兴趣。现略举几例:
1 铅笔
铅笔是每位学生必备的学习用品,利用它可做许多实验:
(a)用来研究压力的作用效果与受力面积的关系,用小刀将铅笔的一端削尖,另一端不削,把铅笔顶在两手的食指之间,然后用力,削尖的一端感觉疼,而另一端不疼,说明作用力相同时,受力面积不同,压力的作用效果不同。
(b)研究铅笔芯电阻与温度的关系,把铅笔芯和小灯泡一起串联在电路中,调节铅笔芯接入电路中的长度,使小灯泡发较暗的光,然后用打火机给铅笔芯加热,可观观察到小灯泡变亮了,说明温度越高,铅笔芯的電阻越小。
(c)制作滑动变阻器,将铅从中剖成两半,用有笔芯的一半做滑动变阻器的电阻丝,与小灯泡一起串联,即可控制小灯泡的亮度。
2 塑料直尺
直尺也是每位学生必备的学习用品,利用它可做以下实验:
(a)演示发生形变的物体具有弹性势能,用一根结实的与直尺等长的线将直尺两端拴住,做成简单的弓箭,用其可将筷子弹出几米远,表明形变的直尺具有弹性势能。
(b)制作横波演示器,在置于桌上的铁架台上部用铁夹夹住一根水平放置的直尺,在直尺的另一端悬挂一根彩色毛线,使其下端和地面接触后还余1米多,让直尺振动起来,可看到直尺的振动沿毛线自上而下传播开来,调整直尺的夹持位置,寻找合适的频率,可使演示达到满意的程度。
3 气球
现代生活中有各种材料制成的造型各异的气球,利用它可做以下实验:
(a)用来演示压强与受力面积的关系,将三个相同的彩色气球放在等边三角形的三个顶点上,其上放一块透明的玻璃板,在玻璃板中间放上质量不等的砝码,观察气球与玻璃板接触面积的变化,讨论压强与受力面积的关系。
(b)演示“吞蛋”实验,将空透明硬塑料瓶外部浸入热水盆中大约一半的深度,在其上套一个彩色气球,再将瓶浸入较热的水中可看到气球向外鼓(吐蛋),再将瓶浸入较冷的水中,会看到气球吸进瓶内(吞蛋)。
(c)演示浮力产生的原因,将可乐瓶去底后倒置,放入小气球,先按住气球缓缓加水,到水完全淹没气球才能放手,并继续加满水,气球并不上浮;再将整套装置放入足够深的水槽中,看到小气球又向上浮。
4 一次性口杯
一次性口杯使用后一般被当着废物来处理,我在教学中利用它来做许多演示实验,效果较好。
(a)演示大气压的作用,先在杯里装满水,再用一张比杯口直径大的薄塑料片盖住杯口,用手托住塑料片倒置,放开手,塑料片不掉,水不向下流,表明大气压对塑料片有向上的作用。
(b)演示声音在固体中的传播,在两只杯底各打一个小孔,用一根较长细线的两头穿入两个杯底的小孔后打结,使细线不会被拉出,这时一人对着杯口讲话,另一人把细线拉紧,站在远处,将杯口盖在耳朵上听对方的讲话声比不盖时要清晰些,说明声音能在固体中传播。
5 方便袋
方便袋因其价格便宜,使用方便,深受人们喜爱,其实方便袋在物理实验中也有许多妙用。
(a)演示液体压强,用透明方便袋装满水,用针在袋子四周扎几个孔,拎起来可看到底部的孔比侧面的孔水流急,说明液体压强随深度增加而增大;用手挤压水袋时,水会从各孔向各个方向喷出,说明液体能向各个方向传递压强。
(b)模拟热气球,找一只密封性较好的方便袋,用双手撑开,口朝下,把它靠近点燃的酒精灯的正上方,缓缓加热一会儿,松开两手,便会看到“热气球”冉冉升起,能上升几米高,过一会儿,袋内温度下降,“热气球”又缓缓下落,效果非常明显,极易操作。
6 一次性注射器
一次注射器使用后被当着废品来处理,利用它可做许多实验,效果较好。
(a)演示沸点与压强的关系,选一支较大不带针头的一次性注射器,能正好封住针头嘴的小橡皮帽一个,注射器吸入其容积一半刚烧开的水,迅速用橡皮帽将针头嘴封紧,一手握住注射器,另一只手迅速向后拉活塞,便立即看到注射器内的水又沸腾了,表明液体表面气压减小沸点降低。
(b)演示做功与内能的关系,选一支较大不带针头的一次性注射器,抽出活塞,用蜡将针头嘴封死,往筒内放一小块干纸巾,纸巾上放一丁点白磷,装好活塞,迅速用力向下压活塞,便可看到白磷及纸巾点燃,表明对气体做功,内能增加。
生活中的物品可用来做物理实验的又何止上面所提到的几种,只要我们平时留心观察,勤于动脑动手,就能用生活中瓶瓶罐罐做实验,利用生活中的日常用品演示难得一见的物理现象,揭示复杂物理规律。这不仅弥补了实验室的配备,而且将枯燥的物理理论与有趣的日常生活联系起来,会极大地激发同学们学习物理的兴趣和培养同学们的创造力。
1 铅笔
铅笔是每位学生必备的学习用品,利用它可做许多实验:
(a)用来研究压力的作用效果与受力面积的关系,用小刀将铅笔的一端削尖,另一端不削,把铅笔顶在两手的食指之间,然后用力,削尖的一端感觉疼,而另一端不疼,说明作用力相同时,受力面积不同,压力的作用效果不同。
(b)研究铅笔芯电阻与温度的关系,把铅笔芯和小灯泡一起串联在电路中,调节铅笔芯接入电路中的长度,使小灯泡发较暗的光,然后用打火机给铅笔芯加热,可观观察到小灯泡变亮了,说明温度越高,铅笔芯的電阻越小。
(c)制作滑动变阻器,将铅从中剖成两半,用有笔芯的一半做滑动变阻器的电阻丝,与小灯泡一起串联,即可控制小灯泡的亮度。
2 塑料直尺
直尺也是每位学生必备的学习用品,利用它可做以下实验:
(a)演示发生形变的物体具有弹性势能,用一根结实的与直尺等长的线将直尺两端拴住,做成简单的弓箭,用其可将筷子弹出几米远,表明形变的直尺具有弹性势能。
(b)制作横波演示器,在置于桌上的铁架台上部用铁夹夹住一根水平放置的直尺,在直尺的另一端悬挂一根彩色毛线,使其下端和地面接触后还余1米多,让直尺振动起来,可看到直尺的振动沿毛线自上而下传播开来,调整直尺的夹持位置,寻找合适的频率,可使演示达到满意的程度。
3 气球
现代生活中有各种材料制成的造型各异的气球,利用它可做以下实验:
(a)用来演示压强与受力面积的关系,将三个相同的彩色气球放在等边三角形的三个顶点上,其上放一块透明的玻璃板,在玻璃板中间放上质量不等的砝码,观察气球与玻璃板接触面积的变化,讨论压强与受力面积的关系。
(b)演示“吞蛋”实验,将空透明硬塑料瓶外部浸入热水盆中大约一半的深度,在其上套一个彩色气球,再将瓶浸入较热的水中可看到气球向外鼓(吐蛋),再将瓶浸入较冷的水中,会看到气球吸进瓶内(吞蛋)。
(c)演示浮力产生的原因,将可乐瓶去底后倒置,放入小气球,先按住气球缓缓加水,到水完全淹没气球才能放手,并继续加满水,气球并不上浮;再将整套装置放入足够深的水槽中,看到小气球又向上浮。
4 一次性口杯
一次性口杯使用后一般被当着废物来处理,我在教学中利用它来做许多演示实验,效果较好。
(a)演示大气压的作用,先在杯里装满水,再用一张比杯口直径大的薄塑料片盖住杯口,用手托住塑料片倒置,放开手,塑料片不掉,水不向下流,表明大气压对塑料片有向上的作用。
(b)演示声音在固体中的传播,在两只杯底各打一个小孔,用一根较长细线的两头穿入两个杯底的小孔后打结,使细线不会被拉出,这时一人对着杯口讲话,另一人把细线拉紧,站在远处,将杯口盖在耳朵上听对方的讲话声比不盖时要清晰些,说明声音能在固体中传播。
5 方便袋
方便袋因其价格便宜,使用方便,深受人们喜爱,其实方便袋在物理实验中也有许多妙用。
(a)演示液体压强,用透明方便袋装满水,用针在袋子四周扎几个孔,拎起来可看到底部的孔比侧面的孔水流急,说明液体压强随深度增加而增大;用手挤压水袋时,水会从各孔向各个方向喷出,说明液体能向各个方向传递压强。
(b)模拟热气球,找一只密封性较好的方便袋,用双手撑开,口朝下,把它靠近点燃的酒精灯的正上方,缓缓加热一会儿,松开两手,便会看到“热气球”冉冉升起,能上升几米高,过一会儿,袋内温度下降,“热气球”又缓缓下落,效果非常明显,极易操作。
6 一次性注射器
一次注射器使用后被当着废品来处理,利用它可做许多实验,效果较好。
(a)演示沸点与压强的关系,选一支较大不带针头的一次性注射器,能正好封住针头嘴的小橡皮帽一个,注射器吸入其容积一半刚烧开的水,迅速用橡皮帽将针头嘴封紧,一手握住注射器,另一只手迅速向后拉活塞,便立即看到注射器内的水又沸腾了,表明液体表面气压减小沸点降低。
(b)演示做功与内能的关系,选一支较大不带针头的一次性注射器,抽出活塞,用蜡将针头嘴封死,往筒内放一小块干纸巾,纸巾上放一丁点白磷,装好活塞,迅速用力向下压活塞,便可看到白磷及纸巾点燃,表明对气体做功,内能增加。
生活中的物品可用来做物理实验的又何止上面所提到的几种,只要我们平时留心观察,勤于动脑动手,就能用生活中瓶瓶罐罐做实验,利用生活中的日常用品演示难得一见的物理现象,揭示复杂物理规律。这不仅弥补了实验室的配备,而且将枯燥的物理理论与有趣的日常生活联系起来,会极大地激发同学们学习物理的兴趣和培养同学们的创造力。