矿泉水瓶在初中物理实验教学中的应用举隅.doc

矿泉水瓶在初中物理实验教学中的应用举隅甘肃会宁县柴门中学 杨志弘 郑永和物理学是一门以实验为基础的科学物理实验是学习、研究物理学最主要、最基本的方法，通过实验既可以帮助学生建立感性认识，又能激发学生的学习兴趣。若在教学中适时引导学生用生活中常见、便宜的器材（或废物）做实验，研究物理问题，就会使学生倍感亲切，这有利于学生学习兴趣的激发和动手能力及创新精神的培养，从而收到出奇制胜的效果“一物多用”的典型事例，能够逐步养成学生从多角度、多方位、多层次分析和解决问题的能力，促进创造性思维的发展。生活中能用来做物理实验的材料很多，本文介绍巧用矿泉水瓶做的物理实验1、质量、密度的演示用天平测出一个矿泉水瓶的质量，然后将其剪碎再放到天平上测量，比较前后质量，说明质量不随形状而改变；将矿泉水瓶装满水，拧紧瓶盖后放入冰箱冷冻室，水凝固成冰，观察到矿泉水瓶的体积膨胀，说明冰的密度小于水的密度；用矿泉水瓶装满水，但装不下同质量的煤油，说明煤油密度小于水的密度。2、力的作用效果的演示用力捏矿泉水瓶或是对矿泉水瓶施加力的作用，可以改变其形状和运动状态，说明了力的作用效果。3、证明大气压存在的演示方法1：拧开矿泉水瓶的瓶盖后，用打火机点燃浸过酒精的棉花团，用镊子放入矿泉水瓶中，随即旋紧瓶口，火熄灭片刻后，矿泉水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，封口冷却后，瓶内气压减小，外界大气压大于瓶内气压把瓶压变形了。 方法2：矿泉水瓶中盛满水，用一硬纸片（或塑料片）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。再缓慢地使矿泉水瓶在竖直面转动360度，硬纸片也掉不下来，从而形象生动地证明大气压的存在。方法3：矿泉水瓶中盛满水，拧紧瓶盖后，放在水平桌面上。用锥子在周围扎一些小孔（直径小于3mm），水并未流出，这是瓶内水产生的压强，小于外界大气压的缘故；当用手拧开瓶盖时，瓶内的水与大气压产生的压强之和大于瓶外的大气压，因此水就从所扎的小孔向外喷射出来，形成美丽的水帘。方法4：将矿泉水瓶内装满热水，拧紧瓶盖，再浇上冷水，由于瓶内蒸气遇冷液化，瓶内气压降低，小于瓶外大气压，矿泉水瓶就变瘪了。说明大气压强的存在。方法5：将一装满水的矿泉水瓶浸没于水中，抓住瓶底向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里始终充满水，若在瓶底钻一小孔，重做上面的实验，会发现瓶中水面与瓶外水面始终相平，其原因就是因为第一次瓶里无气压，瓶外有大气压；第二次瓶内、瓶外均有大气压且相互抵消，此时学生就会确信大气压确实存在4、探究“液体内部的压强特点”的演示在矿泉水瓶的侧壁不同的高度用锥子扎几个小孔（35个）；再在同一高度的不同位置扎几个小孔（35个）；往矿泉水瓶内注水，（1）水从小孔中向各个方向喷出，说明：液体内部向各个方向都有压强；（2）水从不同深度的的小孔喷的距离不同，说明：液体内部的压强随深度的增加而增大；（3）水在同一深度的不同的小孔喷的距离相等，说明：在同一深度，液体向各个方向的压强相等；5、物体的悬浮、上升、下沉演示（1）将几粒茶叶放入矿泉水瓶中，然后倒入多半瓶热水（不要倒满，留一部分空间，用于调节矿泉水瓶中的压强），最后旋紧瓶盖。 （2）观察到几粒茶叶中有的漂浮、有的下沉、也有的悬浮。选取一个漂浮的茶叶片为观察对象，用手挤压方形矿泉水瓶正对的两侧面时，漂浮的茶叶片就会下沉，当用力适度时茶叶片就会悬浮在热水中。（3）若选取一个缓慢下沉（或沉在瓶底）的茶叶片为观察对象，用手挤压方形矿泉水瓶正对的两个棱时，下沉的茶叶片就会停止下沉（或瓶底的茶叶片上升），当用力适度时此茶叶片也会悬浮在水中。实验原理：方形矿泉水瓶挤压正对两侧面时，瓶的容积变小，内部压强增大，茶叶中浸入一些水而重力变大，当茶叶的重力等于浮力时就悬浮。当挤压方形矿泉水瓶正对的两个棱时，瓶子的容积增大（数学证明略去），瓶内压强减小，浸入茶叶中的水分量减小，当茶叶的重力等于浮力时也会悬浮。6、探究浮力产生的原因的演示 将矿泉水瓶底剪去。实验时，将瓶口向下，从上面放入两个乒乓球，两个乒乓球会一个在下堵住瓶颈，另一个在上，左手持瓶身，右手从上向里倒水，由于下面的乒乓球堵住瓶颈，水只能向下渗漏。随着瓶内水的上升，上面的乒乓球浮在水面上也随之上升。下面的乒乓球虽然周围和上面都是水，但它却没有上浮。如果用右手堵住瓶口，渗漏的水很快充满了瓶口和瓶颈之间，下面的乒乓球的底部也会浸没在水中，它会立即“卟”地上升到水面。其原因就是此时乒乓球上、下表面均受到水的压力，且下表面所受的压力大于上表面所受的压力这一实验使学生清楚地理解浮力产生的原因，就是液体对物体上、下表面的压力差所引起的。 7、制作简易潜水艇模型在矿泉水瓶上钻两个小孔，其中一个小孔用橡皮管连接抽气打气两用气筒，密封性要好，把矿泉水瓶放入水中，朝瓶中抽气或打气，瓶内就可以进水或排水，模拟了潜水艇上浮或下潜的过程。8、气体、液体分子之间存在间隙的演示 将空矿泉水瓶的瓶盖拧紧后，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隙。将矿泉水瓶中盛满水，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隙。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隙大。9、分子不停地做无规则运动的演示将矿泉水瓶中滴入几滴酚酞试液，拧紧瓶盖后，上下倒置并旋转瓶子，使管壁上涂有一层无色酚酞试液。然后，将瓶盖拧开后，在瓶盖里滴上两滴浓氨水试液，并把矿泉水瓶倒置后，拧紧瓶盖，2秒钟后观察到瓶内的氨分子与酚酞反应，从瓶口外开始逐渐向上变红，表明氨分子在不停地做无规则运动。特点：矿泉水瓶由无色变成红色，色彩鲜艳，能激发求知欲望，而且不污染环境。10、压缩气体体积，气体液化演示 拧开矿泉水瓶盖，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。11、物态变化的演示将矿泉水瓶装满水放入冰箱中，水结成冰凝固；矿泉水瓶装一部分水，敞开瓶口，过一段时间观察到水变少了汽化（蒸发）；将冷冻后的矿泉水瓶拿出冰箱，发现瓶壁上有水珠液化；观察冷冻室内矿泉水瓶，发现瓶壁上有白色的粉末状物质凝华。12、碘的升华的演示拧开矿泉水瓶盖，用药匙加入少些固态碘，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。13、对外做功内能减少的演示在用矿泉水瓶中少装一些水，拧紧瓶盖，然后将瓶子下半部分向一个方向扭，直到瓶子上半部分气压比较大，这是用指甲刮一下瓶盖，随着瓶盖的飞出，一阵浓烟从瓶口冒出。这说明气体对外做功，内能减少，温度降低使水蒸气发生液化。14、光的直线传播、光的反射的演示在一个比较粗一些的矿泉水瓶中充满香烟（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均匀物质中沿直线传播。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。15、光的折射的演示将矿泉水瓶装满水，在瓶后放一支钢笔，看到钢笔错位了。说明光的折射现象。16、声音的产生的演示用两个矿泉水瓶互相敲击，听到声音的同时观察到瓶在振动，说明了振动发声。17、演示空气振动产生声音及音调变化方法1：在几个矿泉水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2：在矿泉水瓶中盛入小部分水，用手握住后，将瓶口移到嘴边、吹气，学生会听到一种音调的声音。若一边吹气，一边用手挤压瓶水面升高时，学生又会听见不同音调的声音。 1