饮料瓶在物理实验中的妙用

[03-22 23:03:22]   来源：http://www.wenxue9.com  初中物理实验   阅读：8514次

概要：《物理课程标准》指出：物理学由实验和理论两部分组成。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。由人民教育出版社出版的义务教育课程标准实验教科书（以下称“新教材”）充分体现了这一物理课程的性质。物理实验是激发学生学习物理兴趣的有效手段，也是初中物理教学中大面积提高教学质量的重要一环。初中年龄段的学生大都具有强烈的操作兴趣，希望亲自动手多做实验。教师要充分保护和利用这个积极性，让学生更多地参加物理实验和探究活动。新教材把过去教学中的许多演示实验变成了学生的探究活动，这样处理的目的就是使学生在动眼、动口、动脑、动手、变学为思、变学为悟等方面的综合素质得到较好的发展，通过实验探究让学生总结和归纳物理规律。新教材中的“想想议议”、“想想做做”和“动手动脑学物理”等栏目中的“小制作、小实验”等内容占了比较大的比重，而这些活动内容大部分可以用我们身边的物品来完成。使用身边随手可得的物品进行各种物理实验和探究活动，可以拉近物理学与生活的距离，让

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《物理课程标准》指出：物理学由实验和理论两部分组成。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。由人民教育出版社出版的义务教育课程标准实验教科书（以下称“新教材”）充分体现了这一物理课程的性质。
物理实验是激发学生学习物理兴趣的有效手段，也是初中物理教学中大面积提高教学质量的重要一环。初中年龄段的学生大都具有强烈的操作兴趣，希望亲自动手多做实验。教师要充分保护和利用这个积极性，让学生更多地参加物理实验和探究活动。新教材把过去教学中的许多演示实验变成了学生的探究活动，这样处理的目的就是使学生在动眼、动口、动脑、动手、变学为思、变学为悟等方面的综合素质得到较好的发展，通过实验探究让学生总结和归纳物理规律。
新教材中的“想想议议”、“想想做做”和“动手动脑学物理”等栏目中的“小制作、小实验”等内容占了比较大的比重，而这些活动内容大部分可以用我们身边的物品来完成。使用身边随手可得的物品进行各种物理实验和探究活动，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，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。另一方面，由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验，所以这种做法本身就是一种创新。不能把低成本实验仅仅看作解决设备不足问题的权宜之计。我们生活中能用来做物理实验的物品很多。下面介绍几个巧用饮料瓶来演示和探究初中物理实验的例子。
一、声学实验
1．探究声音的音调
方法a：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，反之，空气柱越长，音调越低。
方法b：在饮料瓶中盛入小部分水，用手握住后，将饮料瓶口移到嘴边、吹气，学生会听到一种音调的声音。若一边吹气，一边用手挤压饮料瓶水面升高时，学生又会听见不同音调的声音。
二、光学试验
1．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，制成了显示光路器（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。若一半是盛有未澄清的石灰水，一半是烟雾时，从侧面向石灰水面照射时，会清晰地观察到光的入射光线和折射光线。
三、热学实验
1．探究白色和黑色物体吸热能力的强弱
用白纸和黑纸包住两个装满水的塑料瓶，在太阳光下照射相同的时间后，看看谁的温度升得高。温度升得越高，说明其吸收的热量就越多，其吸热能力就越强。
2．压缩气体体积，气体液化演示
拧开瓶盖，滴入几点乙醚，拧紧瓶盖后，稍待一会，蒸发，乙醚液体不见了。当用手挤压瓶体时，乙醚液体重新出现在瓶壁上。这表明压缩气体体积，气体被液化。
3．碘的升华与凝华演示
拧开瓶盖，用匙加入少些固态碘，拧紧瓶盖后，竖起将含有碘的瓶底，放入烧杯中的沸水里，就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升，到瓶子的上部后重新凝华成闪闪发光的碘晶体。此时摇动饮料瓶时看到瓶底的碘仍然是固体，这比用烧瓶在酒精灯上加热出现液态碘的可操作更强。
4．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。
5．演示对外做功内能减少
把自行车内袋上具有单向导气的气门芯，固定在瓶的盖上，打开瓶盖、滴入几滴乙醚，拧紧瓶盖，在用打气筒充气后，看见瓶内的乙醚蒸发透明，然后慢慢松开瓶盖，同学们会看见瓶内出现了“白气”，这表明气体对外做功，气体的内能减小，温度降底而使乙醚液化的原因。
6．演示反冲运动
把自行车内袋上具有单向导气的气门芯，固定在瓶的盖上，用打气筒往瓶中充10～15次的空气后，将充足空气的多功能瓶放在水池中的水面上，然后旋松气门芯的螺丝，使气体放出，会观察到多功能饮料瓶，在水面上快速地前进着。
7．巧用饮料瓶证明大气压的存在
方法a：拧开塑料饮料瓶的瓶盖后，用打火机点燃浸过酒精的棉花团，用镊子放入塑料饮料瓶中，随即旋紧瓶口，火熄灭片刻后，塑料饮料瓶就发生明显的变形，同时有喀喀声音的出现。这是棉花团在瓶内燃烧，消耗氧气，瓶内气压减小，外界大气压把瓶压变形了。松开瓶盖后，空气进入内外气压平衡，在弹力的作用下，瓶身恢复了原样。
方法b：饮料瓶中盛满水，用一硬纸片（或塑片）挡住瓶口后，用手支撑着倒立过来，松手后，所挡的硬纸片掉不下来。再缓慢地使饮料瓶在竖直面转动360度，硬纸片也倒不下来的，从而形象生动地证明大气压的存在。
方法c：将饮料瓶用手挤压使它发生形变，让瓶内的气体被排出一部分后，把瓶口与自己的脸（或吹起的玩具气球上）上相接触，松手后，饮料瓶子就被“沾”在脸上了。这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大，内部压强减小，瓶外的大气压使饮料瓶“压”在人脸（或吹起的玩具气球上）上了。
方法d：如图所示，饮料瓶中盛满水，用带有较长（1．6～1．8m）橡胶管的塞子塞紧瓶口，将饮料瓶子倒立进过来，瓶中的水从橡胶管中流入容器中，随着水的流出，饮料瓶就发生形变，同时有声音的出现。这是由于瓶内水的流出使瓶内气压减小，外界大气压作用在瓶子上的缘故。
方法e：将饮料瓶拧开瓶盖后，用手按入水槽中使瓶中充满水，然后把饮料瓶倒立在水槽中，慢慢提起，直至瓶口不离开水面为止，液面不下降（并与托里拆利实验对比，使学生感悟出，当时托里拆利实验为什么用水银做实验），从而说明大气压强的存在。

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