如何自制物理教具（經(jīng)典實用）

1、 一自制物理實驗教具的意義一自制物理實驗教具的意義 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 物理學(xué)是一門物理學(xué)是一門實驗科學(xué)實驗科學(xué)，物理實驗是物理學(xué)的重要部，物理實驗是物理學(xué)的重要部 分分。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理理論的建立和物理學(xué)的發(fā)展，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理理論的建立和物理學(xué)的發(fā)展， 都離不開實驗，都必須以嚴格的物理實驗為基礎(chǔ)，并受到都離不開實驗，都必須以嚴格的物理實驗為基礎(chǔ)，并受到 實驗的檢驗。因此實驗的檢驗。因此,物理實驗在物理學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展中占有物理實驗在物理學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展中占有 十分重要的地位，同時在推動其它科學(xué)、工程技術(shù)的發(fā)展十分重要的地位，同

2、時在推動其它科學(xué)、工程技術(shù)的發(fā)展 中也起到重要的作用。不言而喻，在物理教學(xué)中物理實驗中也起到重要的作用。不言而喻，在物理教學(xué)中物理實驗 的作用非常重要。的作用非常重要。 自制儀器教具是古往今來歷代科學(xué)家的優(yōu)良傳統(tǒng)。物自制儀器教具是古往今來歷代科學(xué)家的優(yōu)良傳統(tǒng)。物 理學(xué)的許多重大成就在很多情況下就是伴隨著儀器的成功理學(xué)的許多重大成就在很多情況下就是伴隨著儀器的成功 設(shè)計而誕生的。設(shè)計而誕生的。我們認為我們認為，提倡自制教具，不僅僅是教學(xué)，提倡自制教具，不僅僅是教學(xué) 條件困難才自制教具，即使辦學(xué)條件好的重點中學(xué)也該重條件困難才自制教具，即使辦學(xué)條件好的重點中學(xué)也該重 視自制教具。視自制教具。 A談

3、談自制物理實驗教具意義、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 雖然雖然教師用自己制作的教具與使用廠家生產(chǎn)的教具來講教師用自己制作的教具與使用廠家生產(chǎn)的教具來講 課，教學(xué)效果是不一樣的。使用廠家制造的儀器，固然比課，教學(xué)效果是不一樣的。使用廠家制造的儀器，固然比 較規(guī)范、比較精致美觀，較規(guī)范、比較精致美觀，但是，但是，使用自制的儀器教具，卻使用自制的儀器教具，卻 可以更能讓學(xué)生看到儀器的內(nèi)部構(gòu)造，了解儀器的工作原可以更能讓學(xué)生看到儀器的內(nèi)部構(gòu)造，了解儀器的工作原 理。理。 另外更重要的是：另外更重要的是：當學(xué)生看到那些用生活物品與身邊當學(xué)生看到那些用生活物品與身邊 的常見材料來做實

4、驗時，會使學(xué)生覺得物理離自己更近，的常見材料來做實驗時，會使學(xué)生覺得物理離自己更近， 容易激發(fā)學(xué)生熱愛物理、熱愛科學(xué)的情感容易激發(fā)學(xué)生熱愛物理、熱愛科學(xué)的情感 。 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 二 制作教具的幾個基本問題制作教具的幾個基本問題 2.1 教具制作的基本要求教具制作的基本要求 1） 啟發(fā)性啟發(fā)性 制作的教具應(yīng)該有豐富的物理學(xué)思想，能啟迪學(xué)生的制作的教具應(yīng)該有豐富的物理學(xué)思想，能啟迪學(xué)生的 思維。有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。思維。有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。我們反對把重要的物我們反對把重要的物 理原理無法展現(xiàn)理原理無法展現(xiàn) ( 或不重視展

5、現(xiàn)或不重視展現(xiàn) ) 在學(xué)生面前，學(xué)生看了實在學(xué)生面前，學(xué)生看了實 驗卻一無所知，一無所獲。我們提倡讓學(xué)生能看懂它所需驗卻一無所知，一無所獲。我們提倡讓學(xué)生能看懂它所需 要演示的物理原理。要演示的物理原理。 2） 經(jīng)濟性經(jīng)濟性 我們要求自制的教具少花錢或不花錢，這樣教具成本我們要求自制的教具少花錢或不花錢，這樣教具成本 低，只要能達到演示效果就行。低，只要能達到演示效果就行。所以，我們提倡所以，我們提倡 “壇壇罐壇壇罐 罐當儀器，拼拼湊湊做實驗罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”。這種勤儉節(jié)約的辦學(xué)精神。這種勤儉節(jié)約的辦學(xué)精神。 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方

6、法 3） 可靠性可靠性 我們要求自制的教具能堅固耐用、不易損壞；安全可我們要求自制的教具能堅固耐用、不易損壞；安全可 靠、工作穩(wěn)定?？?、工作穩(wěn)定。 我們做的教具并不是只做一次實驗就不要我們做的教具并不是只做一次實驗就不要 了，也不是只求偶爾成功一次。教具應(yīng)該重復(fù)性能好。了，也不是只求偶爾成功一次。教具應(yīng)該重復(fù)性能好。 4） 可觀性可觀性 教具是演示物理現(xiàn)象給全班同學(xué)觀察的，不是一個人教具是演示物理現(xiàn)象給全班同學(xué)觀察的，不是一個人 拿在手里的袖珍玩具。用八個字可以概括拿在手里的袖珍玩具。用八個字可以概括 “尺寸夠大，尺寸夠大， 簡單明了簡單明了”。 所以自制教具尺寸應(yīng)該盡可能大一點或者所以自制教

7、具尺寸應(yīng)該盡可能大一點或者 能通過其它方式能使全班同學(xué)都看到能通過其它方式能使全班同學(xué)都看到 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 2.2 怎樣設(shè)計自制教具怎樣設(shè)計自制教具 一般來說自制教具之前首先要進行方案設(shè)計，繪出草圖后方能施工。一般來說自制教具之前首先要進行方案設(shè)計，繪出草圖后方能施工。 對于比較復(fù)雜的教學(xué)儀器或教具的設(shè)計和制作是一項比較綜合、復(fù)雜對于比較復(fù)雜的教學(xué)儀器或教具的設(shè)計和制作是一項比較綜合、復(fù)雜 和細致的工作；它涉及和細致的工作；它涉及儀器用途儀器用途（用來干什么，演示還是分組實驗）、（用來干什么，演示還是分組實驗）、精精 度度（定性

8、還是定量，測量結(jié)果準確到何等程度）；（定性還是定量，測量結(jié)果準確到何等程度）；設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)（設(shè)計原理、（設(shè)計原理、 方法）；方法）；設(shè)計裝置設(shè)計裝置（包括機械結(jié)構(gòu)、連接裝配方式、電路原理、印刷電路、（包括機械結(jié)構(gòu)、連接裝配方式、電路原理、印刷電路、 外觀形式等及選材，用什么元器件、原材料）；外觀形式等及選材，用什么元器件、原材料）；機械零部件加工和電路板機械零部件加工和電路板 制作，中間試驗，綜合實驗，確定最終方案，設(shè)計零件圖、裝配圖，設(shè)計制作，中間試驗，綜合實驗，確定最終方案，設(shè)計零件圖、裝配圖，設(shè)計 加工外殼；總裝、調(diào)試（定標）等多項工作。加工外殼；總裝、調(diào)試（定標）等多項工作。 當然

9、對于簡單的教具就不需要這些考慮，只要畫出結(jié)構(gòu)、尺寸示意草當然對于簡單的教具就不需要這些考慮，只要畫出結(jié)構(gòu)、尺寸示意草 圖，只要能用盡可能簡單的方法做出來并且能達到演示要求就可以了。圖，只要能用盡可能簡單的方法做出來并且能達到演示要求就可以了。 設(shè)計自制教具繪圖軟件設(shè)計自制教具繪圖軟件-CAXA2007破解版破解版 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 設(shè)計時應(yīng)注意：設(shè)計時應(yīng)注意： （1）不要脫離物理教材不要脫離物理教材。 脫離了物理教材，任何具有深奧物理原理的儀器，都會在課堂上失脫離了物理教材，任何具有深奧物理原理的儀器，都會在課堂上失 去光輝、失去意

10、義。去光輝、失去意義。 （2）不要放棄一點一滴的改進不要放棄一點一滴的改進。 前人已經(jīng)有了許多這方面的研究，各種資料都有許多介紹，但是只前人已經(jīng)有了許多這方面的研究，各種資料都有許多介紹，但是只 要我們抓住某一點或某一個方面進行改進，也可以得到收獲。例如：在要我們抓住某一點或某一個方面進行改進，也可以得到收獲。例如：在 趣味性方面著手，可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，刺激學(xué)生的興奮神經(jīng)，產(chǎn)生趣味性方面著手，可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，刺激學(xué)生的興奮神經(jīng)，產(chǎn)生 深刻印象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理科學(xué)的積極性。又例如：在制作材料上下深刻印象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理科學(xué)的積極性。又例如：在制作材料上下 功夫，如果能使學(xué)生唾手可得

11、，顯然具有推廣意義。再例如：在啟發(fā)性功夫，如果能使學(xué)生唾手可得，顯然具有推廣意義。再例如：在啟發(fā)性 方面著手，可以展示物理過程，讓學(xué)生揭示物理現(xiàn)象發(fā)生的步驟。方面著手，可以展示物理過程，讓學(xué)生揭示物理現(xiàn)象發(fā)生的步驟。 （3） 不要超出自己制作能力的范圍不要超出自己制作能力的范圍 一切從實際出發(fā)，量力而行，不要好高騖遠。否則一旦動手之后，難一切從實際出發(fā)，量力而行，不要好高騖遠。否則一旦動手之后，難 以為繼。以為繼。 多功能簡諧振動演示儀多功能簡諧振動演示儀 圓偏振弦線駐波演示儀圓偏振弦線駐波演示儀 1、水平調(diào)節(jié)螺釘、水平調(diào)節(jié)螺釘 2、彈性波用繩、彈性波用繩 3、支撐桿、支撐桿 4、彈性繩固定螺

12、釘、彈性繩固定螺釘 5、刻度尺、刻度尺 6 、調(diào)速電機安裝盒、調(diào)速電機安裝盒 7、調(diào)速開關(guān)、調(diào)速開關(guān) 8、鋁合金圓盤、鋁合金圓盤 9、后立板、后立板 10、電源開關(guān)、電源開關(guān) 11、 底板底板 12、偏心軸、偏心軸 13電機軸電機軸 彈簧振子簡諧振動正弦曲線合成演繪儀彈簧振子簡諧振動正弦曲線合成演繪儀 1電火花打點器電火花打點器 2電機調(diào)速器電機調(diào)速器 3儀器底座儀器底座 4調(diào)速電機調(diào)速電機 5立板立板 6導(dǎo)向柱導(dǎo)向柱7石墨電極紙石墨電極紙 8卷筒紙支撐架卷筒紙支撐架 9底座膠墊底座膠墊 10金屬小球金屬小球 11導(dǎo)向桿導(dǎo)向桿 12電極針電極針 13彈簧彈簧14塑料橫梁塑料橫梁 15電極接線柱

13、電極接線柱 16電極夾電極夾 17走紙圓筒走紙圓筒 18A4卷紙卷紙 19正弦曲線正弦曲線 20電極線電極線 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 2.3 教具制作材料來源教具制作材料來源 我們提倡：我們提倡：制作教具的材料主要利用日常生活常見物品或廢棄物品。制作教具的材料主要利用日常生活常見物品或廢棄物品。 除非不容易得到的材料和重要部件，才可以購買或用實驗室其它儀器充當。除非不容易得到的材料和重要部件，才可以購買或用實驗室其它儀器充當。 歸納起來，有五個字：找、揀、拆、要、買。歸納起來，有五個字：找、揀、拆、要、買。 找找生活中時時留神，處處尋找。

14、例如：找來舊包裝盒做物體穩(wěn)度生活中時時留神，處處尋找。例如：找來舊包裝盒做物體穩(wěn)度 實驗；找來廢牙刷柄、廢簽字筆桿等做電荷間相互作用實驗或做支撐桿；實驗；找來廢牙刷柄、廢簽字筆桿等做電荷間相互作用實驗或做支撐桿； 找來泡沫塑料、鋁箔制作靜電相互作用力小球，找來泡沫塑料、鋁箔制作靜電相互作用力小球， 。平時注意將自己生。平時注意將自己生 活中使用過后留下的一些廢品如：廢筆桿、飲料瓶、易拉罐、吸管、充電活中使用過后留下的一些廢品如：廢筆桿、飲料瓶、易拉罐、吸管、充電 器、器、等，收集存放以備及時之需。等，收集存放以備及時之需。 揀揀在垃圾堆揀廢品，揀廢料。從垃圾箱里揀來舊罐頭盒，廢塑在垃圾堆揀廢品

15、，揀廢料。從垃圾箱里揀來舊罐頭盒，廢塑 料盒、廢飲料瓶、易拉罐、廢蠟燭頭等做空氣對流實驗、物體沉浮演示實料盒、廢飲料瓶、易拉罐、廢蠟燭頭等做空氣對流實驗、物體沉浮演示實 驗、反沖實驗；揀來鋼筋、鐵釘，鐵絲等加工連接或支承等部件驗、反沖實驗；揀來鋼筋、鐵釘，鐵絲等加工連接或支承等部件 A談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法談?wù)勛灾莆锢韺嶒灲叹咭饬x、常用加工方法 拆拆將一些已經(jīng)用壞的儀器或日用品，如節(jié)能燈座、將一些已經(jīng)用壞的儀器或日用品，如節(jié)能燈座、 充電器等將其中的有用零件如：變壓器、二極管、三極管、充電器等將其中的有用零件如：變壓器、二極管、三極管、 電容器、電感等拆下來備用，變壓器一般原邊

16、繞組容易燒壞，電容器、電感等拆下來備用，變壓器一般原邊繞組容易燒壞， 但其副邊繞組通常是好的，根據(jù)這點我們可用來做電磁振動但其副邊繞組通常是好的，根據(jù)這點我們可用來做電磁振動 體的零部件等。體的零部件等。 要要向有關(guān)單位和部門要一些少量報廢的東西。向水向有關(guān)單位和部門要一些少量報廢的東西。向水 電工要廢舊電工要廢舊PVC管；向醫(yī)務(wù)室要廢針頭，廢藥瓶；向辦公室管；向醫(yī)務(wù)室要廢針頭，廢藥瓶；向辦公室 工作人員要廢橢圓形墨水瓶，工作人員要廢橢圓形墨水瓶，。 買買能不買的盡量不買，有些找不到又不宜制作的物能不買的盡量不買，有些找不到又不宜制作的物 品才花少量錢去買。例如：磁鐵、電阻、電容、激光筆等。品

17、才花少量錢去買。例如：磁鐵、電阻、電容、激光筆等。 圓偏振弦線駐波演示儀制作材料圓偏振弦線駐波演示儀制作材料調(diào)速電機調(diào)速電機 工作電壓：工作電壓：1.5V-18V 長時間工作電壓：長時間工作電壓：1.5V-12V 工作電流：工作電流：0.26A-0.80A 最大功率：最大功率：50W 工作壽命：工作壽命：不間斷連續(xù)運行時間：不間斷連續(xù)運行時間：12000小時，間斷運行時間：小時，間斷運行時間：16000小時小時 性能參數(shù)：性能參數(shù)： 工作電壓：工作電壓： 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)： 工作電流：工作電流： 1.5V 3000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.26A 3V 6000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.30A 6V 12000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0

18、.40A 9V 18000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.44A 12V 24000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.50A 15V 30000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.56A 18V 36000轉(zhuǎn) 0.80A 以上是光感式直流電機測試儀測速結(jié)果，誤差率為以上是光感式直流電機測試儀測速結(jié)果，誤差率為0.05% 馬達尺寸馬達尺寸:直徑直徑27.7MM 總長總長64MM 軸徑軸徑2.3MM 軸長軸長15MM 重量重量95克克. 圓偏振弦線駐波演示儀制作材料圓偏振弦線駐波演示儀制作材料調(diào)速器調(diào)速器 【主要參數(shù)主要參數(shù)】 -工作電壓工作電壓 ：DC6V - DC40V -輸出功率輸出功率 ：0.1W - 130W -過流保護過流保護 ：3.3A -工作環(huán)境工作環(huán)

19、境 ：工業(yè)環(huán)境：工業(yè)環(huán)境 -模塊尺寸模塊尺寸 ：6.3cm x 3.9cmx 2.8cm -單個重量單個重量 ：69克克 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 一、簡易自制教具制作與演示一、簡易自制教具制作與演示 1 用廢易拉罐等制作的空氣對流演示器用廢易拉罐等制作的空氣對流演示器 實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模貉菔究諝馐軣崤蛎浐笮纬蓪α鳉怏w推動葉輪旋轉(zhuǎn)的對流演演示空氣受熱膨脹后形成對流氣體推動葉輪旋轉(zhuǎn)的對流演 示器，加強學(xué)生對對流的理解。示器，加強學(xué)生對對流的理解。 圖1 實驗說明：實驗說明： 當蠟燭點燃后筒內(nèi)空氣受熱膨當蠟燭點燃后筒內(nèi)空氣受熱膨 脹體積增大密度減小將向上運脹體積增大密度減小將向

20、上運 動，而周圍密度較大的冷空氣動，而周圍密度較大的冷空氣 將移過來填補從而形成對流現(xiàn)將移過來填補從而形成對流現(xiàn) 象。通過觀察葉輪的轉(zhuǎn)動說明象。通過觀察葉輪的轉(zhuǎn)動說明 對流原理。對流原理。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 2.噴泉實驗噴泉實驗 實驗原理：實驗原理：在講大氣壓強時，讓學(xué)生能夠比較形象直觀的認識到大氣壓的在講大氣壓強時，讓學(xué)生能夠比較形象直觀的認識到大氣壓的 存在和利用大氣壓的現(xiàn)象存在和利用大氣壓的現(xiàn)象 1）儀器的裝置如圖）儀器的裝置如圖7-1-2所示，主要由以下部分組成：所示，主要由以下部分組成： 圖 7-1-2 （1）外殼比較厚實的飲料瓶；）外殼比較厚實的飲料瓶；

21、（2）噴水管：用廢簽字筆芯去掉其筆尖金屬部分并清）噴水管：用廢簽字筆芯去掉其筆尖金屬部分并清 洗干凈；洗干凈； （3）出水管：廢簽字筆外筆桿、飲料吸管或橡膠管；）出水管：廢簽字筆外筆桿、飲料吸管或橡膠管； （4）儲水槽：用廢飲料瓶盛水，作為供水的水源；）儲水槽：用廢飲料瓶盛水，作為供水的水源； （5）接水槽：用廢飲料瓶接出水管流出的水，也可直）接水槽：用廢飲料瓶接出水管流出的水，也可直 接把出水口與下水道相通。接把出水口與下水道相通。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 2）制作方法）制作方法 將飲料瓶蓋取下用鉆頭或電烙鐵鉆出或烙出與筆桿和筆芯大小相將飲料瓶蓋取下用鉆頭或電烙鐵鉆出或烙

22、出與筆桿和筆芯大小相 同的孔后用同的孔后用AB膠或環(huán)氧樹脂粘牢即可。膠或環(huán)氧樹脂粘牢即可。注意不能漏氣注意不能漏氣! 3）工作原理）工作原理 p 圖 7-1-3 h s H p0 p0 3 1 2 4 5 如圖如圖7-1-3所示，當水沿出水管所示，當水沿出水管3流出時，封閉在流出時，封閉在 飲料瓶飲料瓶1中空氣的體積增大，壓強減小，使管外大氣中空氣的體積增大，壓強減小，使管外大氣 壓強大于管中空氣的壓強，所以水能從噴嘴壓強大于管中空氣的壓強，所以水能從噴嘴2噴出。噴出。 噴射的水柱高度由儲水槽噴射的水柱高度由儲水槽4與接水槽與接水槽5水平面間的高水平面間的高 度差來決定。度差來決定。 水柱噴射

23、高度的計算方法如下：水柱噴射高度的計算方法如下：設(shè)大氣壓強為設(shè)大氣壓強為p0， 簽字筆噴管中的空氣壓強為簽字筆噴管中的空氣壓強為p，接水槽到儲水槽的高度，接水槽到儲水槽的高度 差為差為H，儲水槽液面到飲料瓶中液面的高度差為，儲水槽液面到飲料瓶中液面的高度差為s，噴，噴 射水柱高度為射水柱高度為h。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 則儲水槽液面的壓強應(yīng)滿足則儲水槽液面的壓強應(yīng)滿足: pghgsp 0 接水槽液面的壓強也應(yīng)滿足接水槽液面的壓強也應(yīng)滿足: pgsgHp 0 該實驗不僅說明了大氣壓的存在，同時也是利用大氣該實驗不僅說明了大氣壓的存在，同時也是利用大氣 壓的一個很有趣的實驗。

24、壓的一個很有趣的實驗。 由以上兩式可得由以上兩式可得Hh，即水柱高度等于出水口到進，即水柱高度等于出水口到進 水口的高度差，由于水與管之間有粘滯阻力，因而實際上水口的高度差，由于水與管之間有粘滯阻力，因而實際上 hH。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 該實驗不僅說明了大氣壓的存在，同時也是利用大氣該實驗不僅說明了大氣壓的存在，同時也是利用大氣 壓的一個很有趣的實驗。壓的一個很有趣的實驗。 希羅噴泉希羅噴泉 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 該實驗不僅說明了大氣壓該實驗不僅說明了大氣壓 的存在，同時也是利用大氣壓的的存在，同時也是利用大氣壓的 一個很有趣的實驗。一個很有趣的

25、實驗。 希羅噴泉希羅噴泉 請確保膠管都處在適當?shù)母叨?，參考裝配圖。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 3氣墊盤實驗氣墊盤實驗 實驗?zāi)康兀簩嶒災(zāi)康兀航频匮菔疚矬w不受阻力時的運動狀態(tài)。進而提出牛頓第近似地演示物體不受阻力時的運動狀態(tài)。進而提出牛頓第 一定律一定律 。 說明：說明：在在地球地球表面，慣性時常會被表面，慣性時常會被摩擦力摩擦力、空氣阻力空氣阻力等等效應(yīng)掩蔽，從等等效應(yīng)掩蔽，從 而促使物體的移動速度變得越來越慢（通常最后會變成靜止狀態(tài)）。這而促使物體的移動速度變得越來越慢（通常最后會變成靜止狀態(tài)）。這 現(xiàn)象誤導(dǎo)了許多古代學(xué)者，例如，現(xiàn)象誤導(dǎo)了許多古代學(xué)者，例如，亞里斯多德亞里

26、斯多德認為，在宇宙里，所有物認為，在宇宙里，所有物 體都有其體都有其“自然位置自然位置”處于完美狀態(tài)的位置，物體會固定不動于其自處于完美狀態(tài)的位置，物體會固定不動于其自 然位置，只有當外力施加時，物體才會移動。然位置，只有當外力施加時，物體才會移動。 也就是說也就是說“運動需要力來運動需要力來 維持維持”，學(xué)生在早期的日常生活中大量觀察到的也是停止施力物體就不，學(xué)生在早期的日常生活中大量觀察到的也是停止施力物體就不 再運動的現(xiàn)象，是他們在頭腦中形成前概念的感性基礎(chǔ)。要挑戰(zhàn)學(xué)生的再運動的現(xiàn)象，是他們在頭腦中形成前概念的感性基礎(chǔ)。要挑戰(zhàn)學(xué)生的 這種有長期個體經(jīng)驗基礎(chǔ)的前概念，就必須通過實驗把物理現(xiàn)

27、象突出到這種有長期個體經(jīng)驗基礎(chǔ)的前概念，就必須通過實驗把物理現(xiàn)象突出到 人們的自然觀察所忽略或達不到的程度，使學(xué)生對個人的觀念有所認識人們的自然觀察所忽略或達不到的程度，使學(xué)生對個人的觀念有所認識 和反思。從這個角度考慮，摩擦力的影響是關(guān)鍵，設(shè)計實驗演示物體在和反思。從這個角度考慮，摩擦力的影響是關(guān)鍵，設(shè)計實驗演示物體在 盡可能小的摩擦力作用下的運動行為，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)原有觀念錯誤的盡可能小的摩擦力作用下的運動行為，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)原有觀念錯誤的 原因，是很有必要的。原因，是很有必要的。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 氣墊盤的制作方法如下：氣墊盤的制作方法如下： 2 5 （a） 圖

28、 7-1-4 方法方法1：如圖如圖7-1-4（a）所示，取一只橡皮塞或軟）所示，取一只橡皮塞或軟 木塞，在其中心上端鉆一個直徑約為木塞，在其中心上端鉆一個直徑約為12mm的圓的圓 孔，下端鉆一約直徑孔，下端鉆一約直徑5mm的圓孔，兩孔相通，大的圓孔，兩孔相通，大 孔洞對準廢光盤中央的孔，將它們膠合在一起（孔洞對準廢光盤中央的孔，將它們膠合在一起（ 膠合處用蠟或膠合處用蠟或AB膠密封，不能使縫隙處漏氣）。膠密封，不能使縫隙處漏氣）。 將充氣的氣球套在橡皮塞上，然后把光盤放在水將充氣的氣球套在橡皮塞上，然后把光盤放在水 平玻璃板上或很平整的桌面上，松開氣球頸部的平玻璃板上或很平整的桌面上，松開氣球

29、頸部的 扎線或夾子，由小孔噴出的空氣在光盤和玻璃間扎線或夾子，由小孔噴出的空氣在光盤和玻璃間 形成氣墊，如圖形成氣墊，如圖7-1-4（b）所示。這個氣墊能使光）所示。這個氣墊能使光 盤游離在玻璃之上，摩擦極小，它在玻璃板上運盤游離在玻璃之上，摩擦極小，它在玻璃板上運 動時很接近勻速直線運動。動時很接近勻速直線運動。 圖 7-1-4 （b） B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 圖 7-1-5 方法方法2：用廢簽字筆和廢光盤來做。先用用廢簽字筆和廢光盤來做。先用 一小片厚一小片厚2-3mm的塑料板（有機玻璃板的塑料板（有機玻璃板 、廢光盤也可）切割成直徑、廢光盤也可）切割成直徑20-30m

30、m 小圓塊或小方塊，并在其中心鉆小圓塊或小方塊，并在其中心鉆2mm左左 右的圓孔，用二氯乙烷或其它膠粘劑，粘右的圓孔，用二氯乙烷或其它膠粘劑，粘 貼在廢光盤中心，（注意一定要粘貼在有貼在廢光盤中心，（注意一定要粘貼在有 凸起的那面，即有記錄信號的那面）；用凸起的那面，即有記錄信號的那面）；用 手鋸將簽字筆筆套（筆帽）的筆掛頂端將手鋸將簽字筆筆套（筆帽）的筆掛頂端將 筆掛鋸下，并用銼刀打磨平整后也用膠粘筆掛鋸下，并用銼刀打磨平整后也用膠粘 劑將其對準小圓塊中心粘貼，注意粘貼時劑將其對準小圓塊中心粘貼，注意粘貼時 使筆套垂直于光盤；將筆桿前端鎖緊筆尖使筆套垂直于光盤；將筆桿前端鎖緊筆尖 處卸掉，將

31、筆桿（即捉筆處）鋸下處卸掉，將筆桿（即捉筆處）鋸下40mm 左右一段，打磨平整將氣球套上后用線栓左右一段，打磨平整將氣球套上后用線栓 牢牢,如圖如圖7-1-5所示。演示時可先將氣球所示。演示時可先將氣球 充氣后用手捏住，待插入光盤上的筆套后充氣后用手捏住，待插入光盤上的筆套后 放到清潔平整的桌面或地面即形成氣墊盤放到清潔平整的桌面或地面即形成氣墊盤 。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 4伽利略的理想斜面實驗伽利略的理想斜面實驗 實驗背景：實驗背景： 兩個相連接的傾斜軌道，小球在軌道上運動會先下降后上兩個相連接的傾斜軌道，小球在軌道上運動會先下降后上 升。使一個小球從傾斜軌道的某一高

32、度處滑下，小球在經(jīng)升。使一個小球從傾斜軌道的某一高度處滑下，小球在經(jīng) 過軌道最低點后沿軌道上升，上升到一定高度后靜止。過軌道最低點后沿軌道上升，上升到一定高度后靜止。伽伽 利略利略發(fā)現(xiàn)若忽略摩擦力，小球上升的高度與釋放的高度將發(fā)現(xiàn)若忽略摩擦力，小球上升的高度與釋放的高度將 始終相等，于是他推測，如果是一個傾斜軌道接一個水平始終相等，于是他推測，如果是一個傾斜軌道接一個水平 軌道，那么小球永遠也不能上升到初始高度，于是小球就軌道，那么小球永遠也不能上升到初始高度，于是小球就 將永遠運動下去。所以伽利略主張，施加外力改變的是物將永遠運動下去。所以伽利略主張，施加外力改變的是物 體的速度而不是位置；

33、維持物體速度不變，不需要任何外體的速度而不是位置；維持物體速度不變，不需要任何外 力。力。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 假設(shè)斜面逐漸延長，最后變成水平面假設(shè)斜面逐漸延長，最后變成水平面BH，則基于，則基于“連續(xù)性原則連續(xù)性原則” 該小球該小球“本應(yīng)當本應(yīng)當”回到與點回到與點A同高度的位置，然而由于事實上同高度的位置，然而由于事實上BH是水是水 平的，小球永遠不可能滾到先前的高度，而速度的減少量將變成平的，小球永遠不可能滾到先前的高度，而速度的減少量將變成0，因，因 此小球會不停地呈勻速直線運動。伽利略總結(jié)，假若不碰到任何阻礙，此小球會不停地呈勻速直線運動。伽利略總結(jié)，假若不碰到

34、任何阻礙， 那么運動中的物體會持續(xù)地做勻速直線運動。他將此稱為慣性定律。這那么運動中的物體會持續(xù)地做勻速直線運動。他將此稱為慣性定律。這 理論剛被提出時并不被其他學(xué)者接受，因為當時大多數(shù)學(xué)者不了解摩擦理論剛被提出時并不被其他學(xué)者接受，因為當時大多數(shù)學(xué)者不了解摩擦 力與空氣阻力的本質(zhì)，不過伽利略的實驗以可靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽力與空氣阻力的本質(zhì)，不過伽利略的實驗以可靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽 象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，更深刻地反應(yīng)了自然規(guī)律。象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，更深刻地反應(yīng)了自然規(guī)律。 A B CDE H 圖7-1-6 理想斜面實驗示意圖 F B自制物理實驗教具案例自制物理

35、實驗教具案例 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康? 為了證實伽利略的主張，他做了一個思想實驗。為了證實伽利略的主張，他做了一個思想實驗。 實驗原理：實驗原理： A B CDE H 圖7-1-6 理想斜面實驗示意圖 F 如圖如圖7-1-6所示，讓靜止的小球從點所示，讓靜止的小球從點 A滾下斜面滾下斜面AB，滾到最底端后，小球，滾到最底端后，小球 又會滾上斜面又會滾上斜面BC，假設(shè)兩塊斜面都非，假設(shè)兩塊斜面都非 常的平滑、摩擦系數(shù)極小，而且空氣阻常的平滑、摩擦系數(shù)極小，而且空氣阻 力微弱，以至于可以忽略不計，則小球力微弱，以至于可以忽略不計，則小球 會滾到與點會滾到與點A同高度的點同高度的點C；假設(shè)斜面；假設(shè)斜面

36、是是BD、BE或或BF，小球也同樣地會滾到，小球也同樣地會滾到 與點與點A同高度的位置。只不過斜面越長，同高度的位置。只不過斜面越長， 往上滾的時候，單位時間內(nèi)速度的減少往上滾的時候，單位時間內(nèi)速度的減少 量會變得越小。量會變得越小。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 為此我們用塑料裝飾板和放置集成電路芯片的塑料外殼制成為此我們用塑料裝飾板和放置集成電路芯片的塑料外殼制成 的斜面實驗演示裝置可以較好地演示伽俐略的斜面實驗。的斜面實驗演示裝置可以較好地演示伽俐略的斜面實驗。 圖7-1-7 斜面實驗演示裝置 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 5流體具有慣性的演示流體具有慣性的演

37、示 實驗原理：實驗原理：證明氣體、液體等流體具有慣性證明氣體、液體等流體具有慣性 。 實驗裝置：實驗裝置： 圖圖 5 流體具有慣性演示流體具有慣性演示 （a）氣體慣性的演示）氣體慣性的演示（b）液體慣性的演示）液體慣性的演示 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 （b）液體慣性的演示）液體慣性的演示 圖圖5（b）也是用塑料板、裝白酒的塑料外包裝殼、有機玻璃等制作的）也是用塑料板、裝白酒的塑料外包裝殼、有機玻璃等制作的 用于演示液體具有慣性的實驗裝置。制作時用有機玻璃板將塑料外包用于演示液體具有慣性的實驗裝置。制作時用有機玻璃板將塑料外包 裝殼一分為二隔成兩段，中間隔板高度約為其總高度的三

38、分之二左右裝殼一分為二隔成兩段，中間隔板高度約為其總高度的三分之二左右 ，可用三氯甲烷或，可用三氯甲烷或AB 膠將其粘合，不漏水即可。演示時可先在筒里膠將其粘合，不漏水即可。演示時可先在筒里 裝上帶顏色的水，使水不要漫過中間隔板，將其放在平板小車上，若裝上帶顏色的水，使水不要漫過中間隔板，將其放在平板小車上，若 勻速推動小車，則水不會翻過隔板；若將運動小車突然停下，則筒中勻速推動小車，則水不會翻過隔板；若將運動小車突然停下，則筒中 的水則會翻過隔板流到前面空筒部分，由此可說明液體也仍然具有慣的水則會翻過隔板流到前面空筒部分，由此可說明液體也仍然具有慣 性。性。 B自制物理實驗教具案例自制物理實

39、驗教具案例 （a）氣體慣性的演示）氣體慣性的演示 圖圖5（a）是用廢茶葉筒和塑料板及少量鐵皮、螺絲釘?shù)戎谱鞒捎糜谘荩┦怯脧U茶葉筒和塑料板及少量鐵皮、螺絲釘?shù)戎谱鞒捎糜谘?示空氣具有慣性的實驗裝置，該裝置在點燃的蠟燭方向鉆有一個直徑示空氣具有慣性的實驗裝置，該裝置在點燃的蠟燭方向鉆有一個直徑 10mm左右的小孔，當筒蓋被快速關(guān)閉時，筒內(nèi)的空氣受到擠壓，其左右的小孔，當筒蓋被快速關(guān)閉時，筒內(nèi)的空氣受到擠壓，其 中部分空氣將會以一定的速度從小孔噴出，如果空氣具有慣性，則當中部分空氣將會以一定的速度從小孔噴出，如果空氣具有慣性，則當 其離開茶筒后會繼續(xù)前進，將位于行進方向的蠟燭吹滅，否則說明空其離開茶

40、筒后會繼續(xù)前進，將位于行進方向的蠟燭吹滅，否則說明空 氣沒有慣性。氣沒有慣性。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 6虹吸及反沖演示虹吸及反沖演示 圖 7-1-9 hA h B hB A 1）實驗原理）實驗原理 如圖如圖7-1-9所示裝置，設(shè)進水端的水平面為所示裝置，設(shè)進水端的水平面為A，水，水 面比參考面高面比參考面高hA，出水端的水平面為，出水端的水平面為B，水面比參，水面比參 考面高考面高hB。由伯努利方程有。由伯努利方程有 BBBAAA ghvpghvp 22 2 1 2 1 當管內(nèi)充滿水而當管內(nèi)充滿水而B端口水未流出時，即管內(nèi)水端口水未流出時，即管內(nèi)水 未流動時未流動時, v

41、A = vB =0 ， B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 圖 7-1-9 hA h B hB A 即當用手堵住即當用手堵住B點時有點時有 ghphhgpp ghpghp ABAAB BBAA )( 此時左管內(nèi)此時左管內(nèi)A點與管點與管外外同一水平面上的壓強值同一水平面上的壓強值均是均是 大氣壓大氣壓p0 ，所以，所以 00 ppghpp BB B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 圖 7-1-9 hA h B hB A 即即B點壓強大于大氣壓強，一旦將手松開就會引起管點壓強大于大氣壓強，一旦將手松開就會引起管 中水柱向右管流動，最終由中水柱向右管流動，最終由B端流出。由于流體的連

42、端流出。由于流體的連 續(xù)性原理會引起左管中水柱不斷向右管流動，這種續(xù)性原理會引起左管中水柱不斷向右管流動，這種 由于連通器兩端液位的高度差產(chǎn)生的壓強差，引起由于連通器兩端液位的高度差產(chǎn)生的壓強差，引起 液體自行流動的現(xiàn)象稱為虹吸現(xiàn)象。當液體流動后液體自行流動的現(xiàn)象稱為虹吸現(xiàn)象。當液體流動后A 處和處和B處都是大氣壓，此時處都是大氣壓，此時pA = pB = p0 ，由于左邊容，由于左邊容 器較大，液面高度隨時間變化小，此時可將左邊的器較大，液面高度隨時間變化小，此時可將左邊的 水面看作是不動的，所以水面看作是不動的，所以vA = 0，利用伯努利方程有，利用伯努利方程有 ghhhgv ghvgh

43、v BAB BBAA 2)(2 2 1 2 1 22 即即B端出水口的流速大小與兩液面的高度差有關(guān)，高度差越大流速也越大，端出水口的流速大小與兩液面的高度差有關(guān)，高度差越大流速也越大， 隨著高度差減小流速會變慢，高度差隨著高度差減小流速會變慢，高度差h為為0時，水不再流出。時，水不再流出。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 （2） 虹吸與噴泉虹吸與噴泉 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 （2） 反沖運動原理反沖運動原理 0 )()(mvmv 說明說明：動量守恒定律表明，一個物體系在整個系統(tǒng)不動量守恒定律表明，一個物體系在整個系統(tǒng)不 受外力作用的情況下，系統(tǒng)的總動量保持不變，

44、內(nèi)力不能受外力作用的情況下，系統(tǒng)的總動量保持不變，內(nèi)力不能 改變系統(tǒng)的總動量。但是系統(tǒng)中各部分之間的內(nèi)力，可以改變系統(tǒng)的總動量。但是系統(tǒng)中各部分之間的內(nèi)力，可以 改變各部分的動量。例如大炮發(fā)射炮彈，炮身會向后運動改變各部分的動量。例如大炮發(fā)射炮彈，炮身會向后運動 ，炮身的這種運動通常稱為反沖運動。這是因為大炮發(fā)射，炮身的這種運動通常稱為反沖運動。這是因為大炮發(fā)射 前，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，總動量為零。前，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，總動量為零。 根據(jù)動量守恒定律有： ，即當系統(tǒng)所受 的合外力等于零時，質(zhì)點系在任何時刻的總動量都等于原來 的總動量。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 設(shè)反沖演

45、示儀轉(zhuǎn)動系統(tǒng)初始狀態(tài)時靜止，系統(tǒng)總動量為設(shè)反沖演示儀轉(zhuǎn)動系統(tǒng)初始狀態(tài)時靜止，系統(tǒng)總動量為Mv0=0 ，總角動量，總角動量L=I=0（I是系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，是系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，是轉(zhuǎn)動角速度）是轉(zhuǎn)動角速度） ；當系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量為；當系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量為m，速度為，速度為v的水柱從轉(zhuǎn)動體上沿半徑為的水柱從轉(zhuǎn)動體上沿半徑為r 處沿切線方向飛出時，對轉(zhuǎn)動軸線的角動量為處沿切線方向飛出時，對轉(zhuǎn)動軸線的角動量為l =m rv，當系，當系 統(tǒng)不受外力即所受外力矩等于零時，根據(jù)角動量守恒定律，系統(tǒng)不受外力即所受外力矩等于零時，根據(jù)角動量守恒定律，系 統(tǒng)的總角動量保持不變，應(yīng)有：統(tǒng)的總角動量保持不變，應(yīng)有： I mrv mrvI

46、LLl 0 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 上式說明系統(tǒng)也將獲得同等量值的反向角動量，將使系統(tǒng)沿水柱噴出的反上式說明系統(tǒng)也將獲得同等量值的反向角動量，將使系統(tǒng)沿水柱噴出的反 方向以方向以的角速度旋轉(zhuǎn)。的角速度旋轉(zhuǎn)。的大小與噴出水柱的質(zhì)量的大小與噴出水柱的質(zhì)量m、速度、速度v及與轉(zhuǎn)軸的及與轉(zhuǎn)軸的 距離距離r成正比，與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量成正比，與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量I成反比。由于系統(tǒng)軸承和軸尖之間還存在成反比。由于系統(tǒng)軸承和軸尖之間還存在 摩擦阻力產(chǎn)生的阻尼力矩，會阻礙系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，因此，要使系統(tǒng)能轉(zhuǎn)動起來摩擦阻力產(chǎn)生的阻尼力矩，會阻礙系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，因此，要使系統(tǒng)能轉(zhuǎn)動起來 還必須盡量減小摩擦阻尼力

47、矩，使噴出水柱產(chǎn)生的動量矩大于系統(tǒng)的摩擦力還必須盡量減小摩擦阻尼力矩，使噴出水柱產(chǎn)生的動量矩大于系統(tǒng)的摩擦力 矩的阻礙作用，系統(tǒng)才能開始加速轉(zhuǎn)動形成反沖現(xiàn)象。矩的阻礙作用，系統(tǒng)才能開始加速轉(zhuǎn)動形成反沖現(xiàn)象。 2）設(shè)計制作方法）設(shè)計制作方法 （1） 儀器外觀及組成儀器外觀及組成 根據(jù)以上的虹吸和反沖原理設(shè)計制作的虹吸根據(jù)以上的虹吸和反沖原理設(shè)計制作的虹吸 式反沖演示儀如圖式反沖演示儀如圖7-1-10所示，由底座支承所示，由底座支承 架架1、盛水轉(zhuǎn)動體、盛水轉(zhuǎn)動體2、噴水管、噴水管3、虹吸管、虹吸管4、轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn) 軸軸5及軸承座及軸承座6等組成。等組成。 圖7-1-10 6 2 3 4 5 1 B自制

48、物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 （a） 4 3 45 25 20 6 噴水管支架 正視圖 圖 7-1-13 （b ） 將厚度為將厚度為40mm左右的白色廢泡沫塑料塊切成直徑左右的白色廢泡沫塑料塊切成直徑 65mm左右的圓柱體后從八寶粥罐罐口端強行壓入至底部左右的圓柱體后從八寶粥罐罐口端強行壓入至底部 ，如圖，如圖7-1-14所示位置。由于水具有粘滯阻力，當噴水管所示位置。由于水具有粘滯阻力，當噴水管 很小、水位差很小、水位差h較小時噴水管噴出的水流速度很小、反沖較小時噴水管噴出的水流速度很小、反沖 作用很弱，經(jīng)過我們多次實驗發(fā)現(xiàn)，當水位降到筒高的作用很弱，經(jīng)過我們多次實驗發(fā)現(xiàn)，當水位降到

49、筒高的 三分之一左右時轉(zhuǎn)動體就停下了，此時筒內(nèi)噴出的水對三分之一左右時轉(zhuǎn)動體就停下了，此時筒內(nèi)噴出的水對 反沖現(xiàn)象效果已不明顯。因此這樣做既可以減少轉(zhuǎn)體內(nèi)反沖現(xiàn)象效果已不明顯。因此這樣做既可以減少轉(zhuǎn)體內(nèi) 水總質(zhì)量的水總質(zhì)量的1/3，從而減小轉(zhuǎn)動阻尼力矩及轉(zhuǎn)動慣量使演，從而減小轉(zhuǎn)動阻尼力矩及轉(zhuǎn)動慣量使演 示可靠性增加，又能使其反沖現(xiàn)象更加明顯。示可靠性增加，又能使其反沖現(xiàn)象更加明顯。 圖7-1-14 螺帽 進水口 轉(zhuǎn)軸 泡沫塑料 吸管或 橡膠管 吸管 支架 20 20 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 用用4mm左右的鉆頭分別從罐底鉆孔處垂直穿透泡沫塑料后分別將有蛇形左右的鉆頭分別從罐

50、底鉆孔處垂直穿透泡沫塑料后分別將有蛇形 紋，直徑約紋，直徑約4mm的飲料吸管較長部分從底部鉆孔處插入罐中，較短部分根的飲料吸管較長部分從底部鉆孔處插入罐中，較短部分根 據(jù)需要在離蛇形紋約據(jù)需要在離蛇形紋約5-6mm處剪斷，通過一節(jié)直徑約大于處剪斷，通過一節(jié)直徑約大于4mm的吸管接入的吸管接入 另一段相同直徑的同樣具有蛇形紋的吸管，兩段管連接成兩個相互垂直的另一段相同直徑的同樣具有蛇形紋的吸管，兩段管連接成兩個相互垂直的L 形狀后固定在支架上并剪出斜向噴水口。罐內(nèi)部分用同樣的方法將吸管或形狀后固定在支架上并剪出斜向噴水口。罐內(nèi)部分用同樣的方法將吸管或 橡膠管連接后在頂端附近彎成倒橡膠管連接后在頂

51、端附近彎成倒U 字形狀構(gòu)成虹吸管，如圖字形狀構(gòu)成虹吸管，如圖7-1-14所示。左所示。左 右兩邊做成相同形狀并注意兩根虹吸管頂部一定要等高（可用限位螺釘和右兩邊做成相同形狀并注意兩根虹吸管頂部一定要等高（可用限位螺釘和 鐵皮調(diào)節(jié)固定）。鐵皮調(diào)節(jié)固定）。 將鐵絲制成的轉(zhuǎn)軸從中心孔穿入后蓋上塑料端蓋，兩端均用將鐵絲制成的轉(zhuǎn)軸從中心孔穿入后蓋上塑料端蓋，兩端均用M3螺螺 帽鎖住，并在底部鉆孔處用帽鎖住，并在底部鉆孔處用AB 膠或其它膠封牢以免漏水。膠或其它膠封牢以免漏水。 將加工后的圓頭螺釘軸承座旋入支承架中心螺紋孔內(nèi)，將橡膠地腳用將加工后的圓頭螺釘軸承座旋入支承架中心螺紋孔內(nèi)，將橡膠地腳用 M3螺

52、釘固定在底座四周后再將帶噴水管的盛水轉(zhuǎn)動體裝入支承架，調(diào)節(jié)軸螺釘固定在底座四周后再將帶噴水管的盛水轉(zhuǎn)動體裝入支承架，調(diào)節(jié)軸 承座使轉(zhuǎn)動體可靈活轉(zhuǎn)動后用螺帽將軸承座鎖定。為提高可靠性減少摩擦承座使轉(zhuǎn)動體可靈活轉(zhuǎn)動后用螺帽將軸承座鎖定。為提高可靠性減少摩擦 ，可在螺釘做成的軸承座內(nèi)滴上一滴潤滑油，或在軸尖上抹一點潤滑油，可在螺釘做成的軸承座內(nèi)滴上一滴潤滑油，或在軸尖上抹一點潤滑油， 整個演示儀即制作安裝完成。整個演示儀即制作安裝完成。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 圖圖6 簡易虹吸反沖演示儀簡易虹吸反沖演示儀 圖7-1-15 此外，也可用半截飲料瓶、吸管、塑料板、穿線管、棉線等做成如

53、圖此外，也可用半截飲料瓶、吸管、塑料板、穿線管、棉線等做成如圖7-1- 15所示的簡易反沖演示器。所示的簡易反沖演示器。 【思考題思考題】 1. 為什么要在罐底用泡沫塑料填充，這為什么要在罐底用泡沫塑料填充，這 樣做有什么好處？樣做有什么好處？ 2. 為什么要將噴口向下、向外延伸，有為什么要將噴口向下、向外延伸，有 什么效果？什么效果？ B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 3 ) 演示演示 由于本演示儀器設(shè)計制作時演示時充分考慮到摩擦阻尼力矩的影由于本演示儀器設(shè)計制作時演示時充分考慮到摩擦阻尼力矩的影 響，盡可能增大動量矩而減小阻尼力矩，所以演示可靠性高且趣味性強響，盡可能增大動量矩而

54、減小阻尼力矩，所以演示可靠性高且趣味性強 。既能看到虹吸現(xiàn)象又能看到反沖現(xiàn)象。演示時可將儀器放在平整桌面。既能看到虹吸現(xiàn)象又能看到反沖現(xiàn)象。演示時可將儀器放在平整桌面 的盤或盆內(nèi)，用礦泉水瓶先在轉(zhuǎn)動體內(nèi)倒入一些清潔的水，注意水面不的盤或盆內(nèi)，用礦泉水瓶先在轉(zhuǎn)動體內(nèi)倒入一些清潔的水，注意水面不 要超過虹吸管頂部，此時水一滴也不會流出，整個轉(zhuǎn)動體處于靜止狀態(tài)要超過虹吸管頂部，此時水一滴也不會流出，整個轉(zhuǎn)動體處于靜止狀態(tài) 。當繼續(xù)往轉(zhuǎn)動體內(nèi)加水并且水面超過虹吸管頂部時，則管內(nèi)的水將以。當繼續(xù)往轉(zhuǎn)動體內(nèi)加水并且水面超過虹吸管頂部時，則管內(nèi)的水將以 比較快的速度從噴水口噴出從而使轉(zhuǎn)動體沿反方向轉(zhuǎn)動直至罐

55、內(nèi)水噴完比較快的速度從噴水口噴出從而使轉(zhuǎn)動體沿反方向轉(zhuǎn)動直至罐內(nèi)水噴完 為止。由于噴水管比較細，其直徑為止。由于噴水管比較細，其直徑4mm，水又具有表面張力和粘滯阻，水又具有表面張力和粘滯阻 力，所以當進行再次演示時應(yīng)注意將噴水管內(nèi)殘余的水滴排除干凈，不力，所以當進行再次演示時應(yīng)注意將噴水管內(nèi)殘余的水滴排除干凈，不 然可能會造成某一管不噴水使演示效果變差。然可能會造成某一管不噴水使演示效果變差。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 氣體反沖演示實驗裝置氣體反沖演示實驗裝置 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 7. 液體內(nèi)部壓強演示器液體內(nèi)部壓強演示器 實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?要使

56、學(xué)生掌握理解要使學(xué)生掌握理解液體壓強原理液體壓強原理這部分教學(xué)內(nèi)容，使用液體內(nèi)部這部分教學(xué)內(nèi)容，使用液體內(nèi)部 壓強演示器做好演示實驗，對引入液體內(nèi)部壓強的概念，揭示液體內(nèi)壓強演示器做好演示實驗，對引入液體內(nèi)部壓強的概念，揭示液體內(nèi) 部壓強與液體深度的關(guān)系，進而導(dǎo)出液體內(nèi)部壓強的規(guī)律部壓強與液體深度的關(guān)系，進而導(dǎo)出液體內(nèi)部壓強的規(guī)律(液體內(nèi)部壓液體內(nèi)部壓 強公式強公式)，起著基礎(chǔ)性的重要作用。，起著基礎(chǔ)性的重要作用。 目前尚在使用的液體內(nèi)部壓強演示器存在以下不足目前尚在使用的液體內(nèi)部壓強演示器存在以下不足: （1）由于測壓盒沒有固定裝置，因此整體性差）由于測壓盒沒有固定裝置，因此整體性差； （2

57、）不能或很難同時觀察測壓盒潛入液體內(nèi)的深度和與之相對應(yīng)的壓）不能或很難同時觀察測壓盒潛入液體內(nèi)的深度和與之相對應(yīng)的壓 強值，即操作與讀數(shù)不便。強值，即操作與讀數(shù)不便。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 實驗裝置：實驗裝置： 針對該液體內(nèi)部壓強演示器的上述不足，我們利用飲料瓶，瓶蓋，吸管針對該液體內(nèi)部壓強演示器的上述不足，我們利用飲料瓶，瓶蓋，吸管 ，廢氣球，玻璃纖維板，橡皮管等設(shè)計制作成兩例液體壓強演示器經(jīng)試用，廢氣球，玻璃纖維板，橡皮管等設(shè)計制作成兩例液體壓強演示器經(jīng)試用 效果比較好，現(xiàn)介紹如下，供制作時參考。效果比較好，現(xiàn)介紹如下，供制作時參考。 U型壓強計式液體內(nèi)部壓強演示器的

58、制作型壓強計式液體內(nèi)部壓強演示器的制作 圖7-1-16 （1） （2） （3） （5） （4） 如圖如圖7-1-16所示，所示，U型壓強計式液體內(nèi)部壓型壓強計式液體內(nèi)部壓 強演示器由盛水杯（強演示器由盛水杯（1）、測壓盒（）、測壓盒（2） 、升、升 降調(diào)節(jié)裝置（降調(diào)節(jié)裝置（3）、）、U型壓強計（型壓強計（4）、橡皮）、橡皮 管（管（5）等組成。）等組成。 B自制物理實驗教具案例自制物理實驗教具案例 （1）盛水杯可用）盛水杯可用1.6升、直徑升、直徑90mm左右的飲用純凈水瓶，從高度左右的飲用純凈水瓶，從高度180- 190mm處劃線，剪去上面部分即成，加上用玻璃纖維板（或塑料板、木處劃線，剪去

59、上面部分即成，加上用玻璃纖維板（或塑料板、木 板）等制作的杯座后可增加穩(wěn)定性防止傾倒。板）等制作的杯座后可增加穩(wěn)定性防止傾倒。 圖7-1-17 （2）測壓盒可用直接用純凈水瓶蓋或其它瓶蓋將）測壓盒可用直接用純凈水瓶蓋或其它瓶蓋將 蓋邊沿毛刺用細銼刀打磨后，在蓋底中心或邊沿鉆蓋邊沿毛刺用細銼刀打磨后，在蓋底中心或邊沿鉆 一一3.2mm左右的孔，用左右的孔，用M4的絲錐攻絲后待用。的絲錐攻絲后待用。 將一枚將一枚M412左右的螺釘中心鉆一左右的螺釘中心鉆一2mm通孔通孔 ，再用一，再用一0.6mm厚、厚、8mm寬、寬、45mm左右長的左右長的 白鐵皮兩端鉆白鐵皮兩端鉆4mm孔后彎成直角作為測壓盒可

60、孔后彎成直角作為測壓盒可 旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)架。將鉆孔螺釘從瓶蓋螺紋孔旋轉(zhuǎn)穿過后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)架。將鉆孔螺釘從瓶蓋螺紋孔旋轉(zhuǎn)穿過后 用廢氣球橡皮膜剪出兩個墊圈套入螺釘將調(diào)節(jié)架放用廢氣球橡皮膜剪出兩個墊圈套入螺釘將調(diào)節(jié)架放 上后再用螺帽鎖定以防漏水、漏氣；在螺釘露出部上后再用螺帽鎖定以防漏水、漏氣；在螺釘露出部 分（約分（約5-6mm長）也用少量橡皮膜纏繞后用一小長）也用少量橡皮膜纏繞后用一小 段吸管套入，再在吸管外套上橡膠管以防止漏氣；段吸管套入，再在吸管外套上橡膠管以防止漏氣； 瓶蓋端面覆上氣球橡皮膜后用橡皮筋固定即可，整瓶蓋端面覆上氣球橡皮膜后用橡皮筋固定即可，整 個裝置如圖個裝置如圖7-1-17所示所示