就地取材做物理实验

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  物理实验不能仅局限于实验室的现有仪器,我们身边的许多东西都是重要的实验资源,利用它们来做实验,简便直观、有利于培养学生的动手操作能力,发展学生的独立实验能力和创新意识和创新能力。比如杯子、铅笔、手帕、蜡纸、钮扣、蜡烛、玻璃板等都是生活中很容易找到的,利用这些可以设计出许多有趣的物理小实验。 
  
  1 力学实验 
  
  (1)左右手各伸一手指,将铅笔放在两手指上,两手指同时向铅笔中间移动,发现两手指只能交替移动。说明:根据杠杠原理,两手指所受铅笔的压力交替变化;滑动摩擦力的大小和压力有关也交替变化,受摩擦力小的手指先移动。
  (2)用笔尖和笔尾分别按到手指上,感觉到笔尖按下去更疼。说明压力产生的效果与受力面积有关。
  (3)迅速向右移动装满水的杯子,发现水从左面流出;杯子突然停止运动,水从右面流出。说明:由于惯性的原因,原来静止的水要保持静止状态,水从右面溢出。当杯子突然停止后,杯内的水要继续向右运动,水从右面流出。
  (4)把蜡纸平放在水面上,在蜡纸上放纽扣;不断地往水里滴入洗餐剂,蜡纸和纽扣会慢慢沉下去了。说明:洗餐剂会分解蜡纸表面油脂,使水附着在蜡纸上,进而使蜡纸的重量增加,蜡纸和纽扣自然就会慢慢沉下去了。
  (5)把手帕盖住杯口,用橡皮筋绑紧;打开水龙头,让水冲在手帕上,水流进杯子里约七、八分满后关闭水龙头;把杯子迅速倒转过来,杯口朝下,同時以中指往上一压手帕,看到手帕往上凹进去水不会流出来。拉紧手帕,将手帕往上提,看见许多气泡由下往上,说明:手帕的纤维间的空隙很小,水的表面张力足以挡住杯内的水。手帕往上提,這时,手帕所包住的体积变大,杯內的压力就小于杯外的大气压,杯外的空气穿过手帕的小孔成为气泡往上冒。 
  (6)把一段蜡烛头粘在瓶底,瓶子用细绳吊起来,提在手中。点燃蜡烛,盖上盖,用手提着瓶子,突然,手拉着绳子向下降,发现本来朝上的火苗,很快缩成了小火球。说明:火苗是冷热空气对流造成的,在失重情况下,冷热空气不对流了,火苗自然就缩成火球。由于得不到氧气的补充,火球又会很快熄灭。
  (7)两只同样的圆柱形瓶子,一只装满水,一只装满泥砂、木屑等杂物,它们的重量一样。把两只瓶放在斜面的顶部,让它们同时向下滚。装水的瓶子滚得快。这是因为瓶子下滚的时候,虽然两只瓶子与木板的摩擦是一样的,由于惯性原因水是不滚动的,而泥砂因受到瓶子的摩擦力的作用会随着瓶子一起滚动,瓶子要带动泥砂一起滚动,所以也就滚得慢了。
  (8)把两只上口大、下底小的纸杯,叠放在一起。将一枚纽扣放在两纸杯之间,使它们中间留有缝隙,对着两只杯子之间的缝隙吹气。这时候,上面一只纸杯会跳出杯外,说明:对着杯之间的缝隙吹气时,气在杯之间形成一股压缩气垫。气垫把上面一只杯子跳出杯外。
  (9)用透明玻璃瓶装入一些自来水,拿在手上一摇晃,产生的气泡纷纷上浮。发现大气泡上升得快,小气泡上升得慢,有些极小的气泡要过很久才能浮到水面。说明:因为气泡越大,它所受到的水的浮力也越大,所以大气泡自然上升得快。
  (10)将杯子中装满水,用一玻璃片盖上,玻璃片在杯子的上面,两手捏着玻璃片可以把满杯水“拎”起来,杯子纹丝不“掉”。说明:大气压力的作用将杯水“托”了起来。
  
  2 声学实验
  
  (11)拿铅笔敲打装了水的玻璃杯,重敲比轻敲时水振动得更厉害,听起来声音更响。这说明声音的响度与振幅有关.玻璃杯中分别装上不同高度的水,用同样的力敲击,听起来声音不同。这说明声音的音调和发声体振动的频率有关。
  (12)把耳机装进一个小气球内,把气球吹鼓些,用线扎紧气球口。播放一段音乐,音量要开得稍大一些。这时候听到从气球处传来了音乐声。这是因为空气传播的声音。将带有耳机的气球完全浸入盛有水的杯子中,声音很快便消失了。这时候,如果把耳朵贴在杯子壁,又能听到悦耳的音乐,竟然比在空气中还清楚呢!说明:液体、固体和气体都能传播声音,由于水中的声音被水面反射不容易传出出水面,外面自然就听不到了。在水里,声音的振动引起周围水的振动,并传播到杯子壁,引起杯子的轻微振动,所以,耳朵靠在杯壁上,能听到音乐声。
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  3 光学实验
  
  (13)用细线捆住一个小平面镜,浸入水中。让阳光照射到平面镜上,不断改变平面镜浸入水中的深度,反射光会不断改变颜色。当平面镜由浅入深时,光的颜色会发生如下变化:白色--黄白色--橙色--红色--暗红色。白光中波长较短的紫、蓝等色光的穿透能力差,经过液层时,被水分子和悬浮的小颗粒散射了,无法通过液层;而黄、橙、红色光的波长较长,并且后者比前者更长,它们的穿透能力也一个比一个强,所以发生上述情况。
  (14)向杯中加入约四分之三满的水,把铅笔放入杯中并拿着杯子,伸直肩臂,使杯子面对实验者,慢慢把杯子移到头的上方。注视铅笔和水面以下的区域,发现看不到水上面的铅笔。当水杯移到头的正上方时,才能看到铅笔及水面上的物体。说明:从下朝上是以一个斜角注视水的表面,这个水面就象面镜子,光线被反射回来。当水杯移到头的正上方时,镜子效果就消失了,又能看到水上面的东西了。
  
  4 热学实验
   
  (15)取一个洁净干燥的玻璃杯,在杯内一侧均匀地涂一薄层洗净剂,再将杯子倒扣在盛有开水的暖瓶口上方。过几秒钟后,拿起玻璃杯就会发现,没有涂洗净剂的部位布满小水珠,雾茫茫的;而涂有洗净剂的部位却没有小水珠,仍然是透明的。说明:水蒸气遇冷会在玻璃杯壁上凝结成许多小水珠所以看上去雾茫茫的。洗涤剂能降低水的表面张力,使水蒸气不能凝结成小水珠,而紧贴玻璃形成一层均匀的水膜,所以看上去仍是透明的。这就是玻璃防雾剂的原理。
  (16)找一块玻璃板,放在水里浸一下,然后一头放在桌上,另一头用几本书垫起来。将一只玻璃杯,杯口沾些水,倒扣在玻璃板上。这时,手拿点着的蜡烛去熏烧杯子的底部,就会发现玻璃杯竟会自己往下滑去。说明:当烛火熏烧杯底的时候,杯内的空气渐渐受热膨胀将杯子顶起。杯子在重力的作用下下滑。
  (17)在瓶子盖上钻个孔,插入吸管,并用橡皮泥将吸管周围密封。在瓶子中倒入一些冷水,摇晃均匀后把水倒出来。将一刚熄灭的火柴扔进瓶子中,让烟进入瓶子。拧紧瓶盖,通过吸管向瓶子中用力吹气。停止吹气后瓶中就产生了云。说明:往瓶中吹气,增加压力。松开吸管后气压下降,空气变冷了。瓶中的水蒸气附着在烟中的尘粒上,凝结成极小的水滴,许多的小水滴就形成了云。 
  (18)把纽扣放入一盘子里,往盘子中倒入水,使水刚好能浸没纽扣;在盘子上立起一支点燃的蜡烛,用玻璃杯罩住点燃的蜡烛以及纽扣。蜡烛很快熄灭,玻璃杯子中的水面上升了,纽扣露出了水面。说明:蜡烛燃烧加热了杯内的空气,一部分空气因受热体积膨胀而跑出杯子,使杯中的气压小于外部的气压,水就被外部的空气压力压进杯子里。
  (19)杯子里装满水,杯内的水面平静后,均匀地撒入磨得很细的胡椒粉,直到胡椒粉盖在整个水面。慢慢地将手指触及水面,发现手完全没有被水浸湿。说明:伸进水里的手指,胡椒粉强化了水的表面张力,使水分子聚合在一起,受到手的外力挤压收缩。手指没有击破水面,手指不会变湿。
  用身边的日常物品和器具做实验,可以突破时间、空间上的限制,引导学生自觉、主动地感受物理,激发学生探究物理问题的愿望,提高学生的科学素养,从而使学生学会探究性学习,最终“学会学习”。
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