飲料瓶在物理小實(shí)驗(yàn)中的妙用

-.z.飲料瓶在物理實(shí)驗(yàn)中的妙用一、聲學(xué)實(shí)驗(yàn)1．探究聲音的音調(diào)方法a：在幾個飲料瓶中盛入不同深度的水，將瓶口移至嘴邊吹氣，可以聽到不同音調(diào)的聲音產(chǎn)生?？諝庵蕉痰?，音調(diào)越高，反之，空氣柱越長，音調(diào)越低。方法b：在飲料瓶中盛入小局部水，用手握住后，將飲料瓶口移到嘴邊、吹氣，學(xué)生會聽到一種音調(diào)的聲音。假設(shè)一邊吹氣，一邊用手?jǐn)D壓飲料瓶水面升高時，學(xué)生又會聽見不同音調(diào)的聲音。二、光學(xué)試驗(yàn)1．演示光的直射、反射、折射現(xiàn)象在一個比擬粗一些的飲料瓶中充滿香煙〔或是衛(wèi)生香〕的煙霧，擰緊瓶蓋，制成了顯示光路器〔能多個班級重復(fù)使用〕。用激光筆從瓶底照向瓶口，能清晰地顯示光在同一種物質(zhì)中沿直線傳播。假設(shè)將瓶底放在平面鏡上，用激光筆從側(cè)面照向瓶底的平面鏡照射時，會清晰地觀察到入射光線和反射光線，給學(xué)生留下深刻的反射現(xiàn)象的表象。假設(shè)一半是盛有未澄清的石灰水，一半是煙霧時，從側(cè)面向石灰水面照射時，會清晰地觀察到光的入射光線和折射光線。三、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)1．探究白色和黑色物體吸熱能力的強(qiáng)弱用白紙和黑紙包住兩個裝滿水的塑料瓶，在太下照射一樣的時間后，看看誰的溫度升得高。溫度升得越高，說明其吸收的熱量就越多，其吸熱能力就越強(qiáng)。2．壓縮氣體體積，氣體液化演示擰開瓶蓋，滴入幾點(diǎn)乙醚，擰緊瓶蓋后，稍待一會，蒸發(fā)，乙醚液體不見了。當(dāng)用手?jǐn)D壓瓶體時，乙醚液體重新出現(xiàn)在瓶壁上。這說明壓縮氣體體積，氣體被液化。3．碘的升華與凝華演示擰開瓶蓋，用匙參加少些固態(tài)碘，擰緊瓶蓋后，豎起將含有碘的瓶底，放入燒杯中的沸水里，就會觀察到紫色的碘蒸氣從瓶底上升，到瓶子的上部后重新凝華成閃閃發(fā)光的碘晶體。此時搖動飲料瓶時看到瓶底的碘仍然是固體，這比用燒瓶在酒精燈上加熱出現(xiàn)液態(tài)碘的可操作更強(qiáng)。4．演示氣體、液體分子之間有間隔將空飲料瓶的瓶蓋擰緊后，用手握住用力擠壓，觀察到瓶子發(fā)生的形變，體積減小，說明氣體分子之間有間隔。將飲料瓶中盛滿水，再擰緊瓶蓋后，也用手握住使勁擠壓，會觀察到瓶子發(fā)生很小的形變，體積也減小，說明液體分子之間也有間隔。通過兩次擠壓后觀察到形變的程度不同，說明了氣體分子之間比液體分子之間間隔大。5．演示對外做功能減少把自行車袋上具有單向?qū)獾臍忾T芯，固定在瓶的蓋上，翻開瓶蓋、滴入幾滴乙醚，擰緊瓶蓋，在用打氣筒充氣后，看見瓶的乙醚蒸發(fā)透明，然后慢慢松開瓶蓋，同學(xué)們會看見瓶出現(xiàn)了“白氣〞，這說明氣體對外做功，氣體的能減小，溫度降底而使乙醚液化的原因。6．演示反沖運(yùn)動把自行車袋上具有單向?qū)獾臍忾T芯，固定在瓶的蓋上，用打氣筒往瓶中充10～15次的空氣后，將充足空氣的多功能瓶放在水池中的水面上，然后旋松氣門芯的螺絲，使氣體放出，會觀察到多功能飲料瓶，在水面上快速地前進(jìn)著。7．巧用飲料瓶證明大氣壓的存在方法a：擰開塑料飲料瓶的瓶蓋后，用打火機(jī)點(diǎn)燃浸過酒精的棉花團(tuán)，用鑷子放入塑料飲料瓶中，隨即旋緊瓶口，火熄滅片刻后，塑料飲料瓶就發(fā)生明顯的變形，同時有喀喀聲音的出現(xiàn)。這是棉花團(tuán)在瓶燃燒，消耗氧氣，瓶氣壓減小，外界大氣壓把瓶壓變形了。松開瓶蓋后，空氣進(jìn)入外氣壓平衡，在彈力的作用下，瓶身恢復(fù)了原樣。方法b：飲料瓶中盛滿水，用一硬紙片〔或塑片〕擋住瓶口后，用手支撐著倒立過來，松手后，所擋的硬紙片掉不下來。再緩慢地使飲料瓶在豎直面轉(zhuǎn)動360度，硬紙片也倒不下來的，從而形象生動地證明大氣壓的存在。方法c：將飲料瓶用手?jǐn)D壓使它發(fā)生形變，讓瓶的氣體被排出一局部后，把瓶口與自己的臉〔或吹起的玩具氣球上〕上相接觸，松手后，飲料瓶子就被“沾〞在臉上了。這是飲料瓶瓶身的向外彈力作用下體積增大，部壓強(qiáng)減小，瓶外的大氣壓使飲料瓶“壓〞在人臉〔或吹起的玩具氣球上〕上了。方法d：如下圖，飲料瓶中盛滿水，用帶有較長〔1．6～1．8m〕橡膠管的塞子塞緊瓶口，將飲料瓶子倒立進(jìn)過來，瓶中的水從橡膠管中流入容器中，隨著水的流出，飲料瓶就發(fā)生形變，同時有聲音的出現(xiàn)。這是由于瓶水的流出使瓶氣壓減小，外界大氣壓作用在瓶子上的緣故。方法e：將飲料瓶擰開瓶蓋后，用手按入水槽中使瓶中充滿水，然后把飲料瓶倒立在水槽中，慢慢提起，直至瓶口不離開水面為止，液面不下降〔并與托里拆利實(shí)驗(yàn)比照，使學(xué)生感悟出，當(dāng)時托里拆利實(shí)驗(yàn)為什么用水銀做實(shí)驗(yàn)〕，從而說明大氣壓強(qiáng)的存在。方法f：飲料瓶中盛滿水，擰緊瓶蓋后，放在水平桌面上。用錐子在周圍扎一些小眼〔直徑小于3mm〕，水并未流出，這是瓶水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，小于外界大氣壓的緣故；當(dāng)用手?jǐn)Q松瓶蓋時，瓶的水與大氣壓產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和大于瓶外的大氣壓，因此水就從所扎的小眼向外噴射出來，形成美麗的水簾。另取一空飲料瓶中盛滿水，擰緊瓶蓋后，放在水平桌面上。用錐子在在飲料瓶下部側(cè)壁扎一細(xì)孔〔注意扎孔時不要用力擠按飲料瓶〕。當(dāng)扎完小孔后會發(fā)現(xiàn)并沒有水流出，在第一個孔的一樣高度處，任意位置再扎一個細(xì)孔后發(fā)現(xiàn)依然沒有水流出來。這是由于大氣壓的作用的結(jié)果，并且證明了大氣壓是各個方向都存在的，與液體壓強(qiáng)特點(diǎn)形成比照。之后在前兩個細(xì)孔的上方再燙一細(xì)孔后，發(fā)現(xiàn)下面的細(xì)孔向外流水，而上面的細(xì)孔不向外流水，并且有空氣從此處進(jìn)入飲料瓶上方。如果擰開飲料瓶的瓶蓋會發(fā)現(xiàn)三孔都會流水。且小孔位置越靠近瓶底，水柱噴的越遠(yuǎn)。又把同一液體部壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大聯(lián)系起來，有利于形成前后知識的構(gòu)造體系。五、力學(xué)實(shí)驗(yàn)1．演示空氣有質(zhì)量空氣有質(zhì)量的直觀表象是理解大氣壓強(qiáng)的關(guān)鍵，在新教材中沒有編排這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生覺察不到大氣有質(zhì)量，因此，我們增加了該實(shí)驗(yàn)，把自行車袋上具有單向?qū)獾臍忾T芯，固定在瓶的蓋上，做成“多功能瓶〞，天平調(diào)平后，將“多功能瓶〞放在天平左盤上，右盤加砝碼使天平平衡；然后用打氣筒往“多功能瓶〞中充8～9次后，再放在天平左盤上，發(fā)現(xiàn)左盤迅速下降，要使用天平再平衡，需要往右盤加1g多的砝碼，這說明空氣有質(zhì)量。2．演示力的作用效果與力的三要素雙手?jǐn)D壓塑料瓶，可以使瓶發(fā)生不同程度的凹陷變形，說明力可以使物體發(fā)生形變。如果施加的力越大，瓶子的形變程度也就越大，說明力的作用效果跟力的大小有關(guān)。用手推裝滿水的塑料瓶使其運(yùn)動，說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。推力方向不同，塑料瓶運(yùn)動的方向也不同，說明力的作用效果跟力的方向有關(guān)。將裝滿水的塑料瓶豎立在桌面上，用手指推瓶蓋與瓶身，發(fā)現(xiàn)推瓶蓋時瓶子更容易傾倒，說明力的作用效果跟力的作用點(diǎn)有關(guān)。3．演示物體的慣性用手將一塑料瓶扔出，離開手后瓶仍然繼續(xù)朝前運(yùn)動，說明物體具有慣性。將礦泉水瓶放倒在水平桌面上，向它的側(cè)面吹氣，它會很容易被吹的滾動起來。當(dāng)將瓶中裝滿水再用同樣的力吹它時，它卻不容易被吹動。當(dāng)用同樣的力使它們滾動起來時，裝滿水的瓶子滾動的較遠(yuǎn)。這些現(xiàn)象說明：質(zhì)量大的物體不容易改變運(yùn)動狀態(tài)，即質(zhì)量大的物體慣性大。4．探究壓力的作用效果將裝有一半水的塑料瓶豎放在一塊軟海綿上，觀察海綿的凹陷情況；再將塑料瓶裝滿水，重新豎放在這塊軟海綿上，比擬這兩種情況中塑料瓶對海綿的作用效果，從而得出壓力的作用效果跟壓力的大小有關(guān)。把一裝滿水的塑料瓶分別正放、倒放在海綿上，觀察并比擬海綿的凹陷情況，說明壓力的作用效果跟受力面積有關(guān)。5．探究液體壓強(qiáng)在一塑料瓶的瓶口包上一橡皮膜，將其瓶口壓入水中，橡皮膜發(fā)生凹陷，說明液體部存在壓強(qiáng)。在塑料瓶的側(cè)壁上的不同高度的地方扎三個小孔，再往瓶倒水，比擬水從孔中噴出的遠(yuǎn)近，最終得出液體壓強(qiáng)跟深度有關(guān)，深度越大，壓強(qiáng)越大。6．探究液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系在塑料瓶中裝上適量的水，左手拿著一支吸管豎直插入瓶水中，右手橫拿著另一支吸管，將嘴對著橫管的一端用力吹氣，觀察管液面和管口的情況，從而得出“流體流動，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小〞的結(jié)論。7．演示豎直方向?qū)哂形锢硪饬x的“豎直〞，學(xué)生不能很好的認(rèn)識，理解起來費(fèi)力，以至在有些問題中對重力和浮力的方向不能正確把握。如圖1、圖2所示，A是塑料飲料瓶；B是水；C是用線系好固定在瓶蓋上的鐵球；D是用細(xì)線系好固定在瓶蓋上的氫氣球。演示時，將組裝好的飲料瓶A正立、B倒立時，學(xué)生會觀察到系有鐵球C和系有氫氣球D的線段方向是豎直的方向；假設(shè)將飲料瓶A、B傾斜時，學(xué)生也會觀察到系有鐵球C和系有氫氣球D的線段方向仍與水平面是垂直的，從而生動形象地說明重力的方向和浮力的方向總是豎直的。8．演示失重和超重將帶有三孔的飲料瓶，用手按入水中充滿水，擰緊瓶蓋后，從水中提出來〔水不溢出，是大氣壓的作用〕。然后翻開瓶蓋，水從小孔射出，將飲料瓶提高位置，松手使飲料瓶自由下落，小孔中沒有水射出。當(dāng)瓶子落至地面前，用手接住，這時水又從小孔射出來。再豎直上拋時，也會觀察到水不溢出。再下落時，又會看到?jīng)]有水從小孔射出。這是因?yàn)楫?dāng)自由下落時，水受到的重力全部用作自由落體加速度g，不產(chǎn)生附加壓強(qiáng)，完全“失重〞了。而豎直上拋時，作減速上升的運(yùn)動時，負(fù)加速度也是重力產(chǎn)生的，也“失重〞了。9．演示空氣有浮力人類長時間生活在空氣中，對空氣的浮力適應(yīng)，感受不到有浮力的存在，有下面的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生直觀體會到空氣中的物體有浮力。用打氣筒給多功能瓶充氣，然后氣球套緊在氣門芯上，并用線系好。放在天平上使天平平衡，將套在氣球的螺絲帽松動，使氣球膨脹，天平左端上升。在左端質(zhì)量不變的情況下，左端上升是體積大浮力變大的緣故。10．探究浮力產(chǎn)生的原因?qū)⑺芰掀康牡撞考羧ィ靠诔?，把乒乓球放入其中并落在瓶頸處，從上面倒水，直到水滿后，乒乓球也不會浮起來，而只有用手從下面堵住瓶口時，乒乓球才會浮起來。從而說明浮力就是液體對浸在其中的物體向上與向下的壓力差。11．演示物體的浮沉條件將礦泉水瓶裝入適量的沙子，擰緊蓋，放入水中，瓶可豎直下沉；通過調(diào)節(jié)裝沙量的多少，可使瓶在水中豎直地漂浮或懸浮。隨處可得的塑料瓶能做出如此多的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們在學(xué)習(xí)中興趣一定很濃，其實(shí)可用塑料瓶做的實(shí)驗(yàn)還很多，例如可以替代燒杯、