谈谈塑料饮料瓶在物理实验中的妙用

1 / 7谈谈塑料饮料瓶在物理实验中的妙用谈谈塑料饮料瓶在物理实验中的妙用“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验” 。在教学中适当引导学生用生活中常见的，废旧器材做实验，既减少了环境污染，同时也可以使学生感到物理学就在自己身边，研究物理学并不神秘，从而调动学生学习的积极性、主动性，养成实验习惯，提高实验技能，培养创造能力。学习兴趣的激发和动手能力及创新能力的培养，从而收到良好的教学效果。下面谈谈塑料饮料瓶在物理实验中的妙用。一、做力学实验1、可以做一个抽水机模型：如图 1，在瓶盖上挖一个直径 1cm 左右的孔，再剪一个比孔稍大的塑料片。用塑料片把孔盖住，用软布和万能胶把塑料片的一边与瓶盖粘牢，使它成为一个单向阀门。在饮料瓶的侧面开一个小孔，再把瓶盖拧牢，抽水机模型就做成了。使用时，把瓶盖向下插入水中，一只手用力捏瓶，排出瓶内部分空气，然后用另一只手堵住瓶侧面小孔，松开捏瓶的那只手，水就在大气压的作用下上升到瓶中。再露出瓶侧面小孔，用力捏瓶，水就从小孔流出。 （这是今年全国初中物理竞赛复赛第四题的答案）2、演示“液体沸点与压强关系”：在瓶盖上打一小孔，2 / 7将热水倒入瓶内，盖好瓶盖，把瓶倒立（如图 2） ，当一部分水流出后，马上可看到水沸腾起来。该实验可以反复做多次，现象非常明显。为了增强实验效果，可倒入冷水做对比实验，会看到没有这种现象发生。原理：流出一部分水后，瓶内压强减小，即小于外界大气压。3、用来制量筒：如图 3，在瓶的外壁贴上一个纸条，用量筒量取 5ml 的水倒入空的饮料瓶中，杯子放在水平台面上，在杯中的水面相应处，用彩笔画上刻度线，记下“5”字样，采用同样方法，作出 10ml、15ml、20ml 等一系列的刻度线，并观察相邻的刻度线间距离是否相等。4、可以做一个自制水气压计：如图 4，取一个瓶子，装上适量带色的水。取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压强，水沿玻璃管上升到瓶口以上。原理：大气压强随高度的变化而变化5、可以自制潜水艇模型：如图 5，将一个饮料瓶和一根铁钉，用胶带把它们缠在一起，在紧靠铁钉的塑料瓶侧壁上戳几个小孔，在瓶口接上橡胶管，就做成了一个潜水艇模型。把模型浸入水中，从管里吸气，水在大气压的作用下压3 / 7入瓶中，潜水艇下沉；向管里吹气，瓶内压强增大，一部分水排出，模型则上升。6、探究大气压存在的实验：实验一：将塑料瓶里灌满水，用纸片堵住瓶口，无论怎样放置，纸片不会掉下来，表明大气压将纸片紧紧地压在瓶口上，并感知，大气压值要比瓶内的水柱产生的压强要大。实验二：将装满水的塑料瓶浸入水中，口朝下，用手抓住瓶底向上提，在瓶口离开水面前，瓶中的水不流出。7、探究压力的效果与压力、受力面积的关系：用手握住塑料瓶，加力时，手对瓶就产生了一定的压力，保持手握姿势不变（受力面积相同） ，用力越大瓶的形变效果越明显；若保持用力大小一样，换用两指去捏瓶，瓶的形变要比握瓶时要明显些，这表明压力的作用效果不仅与压力的大小有关，还跟受力面积有关。8、探究流体压强与流速的关系：取大小塑料瓶 5 个，按如图 6 所示方式用带橡皮塞的三通导管连接起来，打开水龙头，使自来水流过如图所示的塑料瓶，可以看到，B 处竖直水柱的高度较小，表示 B 处水的压强较小。由此可知，流速较大的位置，压强较小。9、自制“水火箭”：材料：25L 的塑料饮料瓶两个，自行车气门芯一个（可从4 / 7修车铺的废旧车胎上剪下，去掉里面的螺丝和衬垫） ，附带胶管和螺帽，硬塑料片两张（可用 X 光胶片） ，透明胶带一卷，打气筒（或电动气泵）一个，4 号橡皮塞一个（带孔、孔径约为 8mm） ，铁架台一个。步骤：（1） 、火箭头的制作：将其中一只饮料瓶留作箭体，另一只的瓶口用小刀切下，剪下距瓶口约 9cm 长的瓶体做火箭头，瓶口用剪刀剪成锯齿形的缺口，如图 7 所示下压成圆滑的火箭头，用火烧一下使之粘牢，再贴一层透明胶带。（2） 、侧翼的制作：用塑料片按图 8 所示尺寸剪去侧翼四个，为了使火箭飞行时有较好的稳定性，侧翼必须有较高的硬度，如果塑料片硬度不够，可将两片或三片粘叠在一起制作，剪好侧翼后，将“粘贴爪”交替地折回两侧，用透明胶带对称地粘贴在火箭的下部侧面。（3） 、增压塞制作：用小刀切下橡皮塞较粗的一端，切口直径为，穿过小孔装上气门芯、胶管、和螺帽，将橡皮塞用力塞进瓶口内，其露在瓶口外的部分不超过约 2mm；用剪刀在饮料瓶盖中间挖一个直径约 12mm 的孔，以便使旋紧瓶盖时仅让气门芯露在外面，如图 9 所示。发射方法：瓶内装入约 400L 的水，将橡皮塞塞紧瓶口，旋紧瓶盖，将火箭头用力套在塑料瓶底上，然后把火箭倒立地放在铁架台的铁圈上，如图 10 所示，至此水火箭发射5 / 7准备就绪。把气泵接在气门芯上，打开开关，向瓶内充气，同时注意观察气压表的读数，当气压增至约时停止打气，取掉打气的铁夹，缓慢将瓶盖旋松时，瓶内的水便冲开橡皮塞，向下高速喷出，由于反冲,火箭即冲向天空。10、探究浮力产生原因：取一个乒乓球放到倒立的截去下段的饮料瓶瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮，接着用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来。经分析，第一次，乒乓球下表面没有受到水的压力，而第二次乒乓球上下表面都受到水的压力，且下表面压力大于上表面压力。这个实验充分证明了浮力产生的原因。二、做热学实验：1、演示扩散与温度有关实验：把分别盛有冷水和热水的两个饮料瓶放在桌面上，小心地在每杯中滴入两滴墨水，不要搅动瓶中的水，观察两瓶中墨水的扩散过程。2、用饮料瓶烧水：如图 11，将饮料瓶中加入 1/4 的水，用细线吊起，固定在铁架台上，将酒精灯放在铁架台上，点燃酒精灯。注意确保用酒精灯的外焰对饮料杯底部加热。过了一会，水沸腾了。而饮料杯却并没有被烧坏。原理：水在沸腾过程中，虽然不断吸收热量，但温度保持在 100不变，低于塑料的着火点。3、用塑料瓶探究物体对外做功，物体内能和温度的变化：6 / 7将塑料瓶中放入少量的水，用带有导气玻璃管的橡皮塞紧塞在瓶口上，当塞子塞紧后，打气时可使瓶内气压大大增加，气体对塞做功时塞子（较使用厚玻璃瓶）冲出快，响声大，瓶内“白雾”明显。此时，让学生用手指去摸瓶口，有一种凉的感觉。说明气体对外做功时，内能减小，温度降低，气体中的水蒸气发生了液化现象，形成了“白雾” 。4、可以用塑料瓶代替玻璃瓶做气体分子的扩散实验。三、做光学实验：1、可以做一个放大镜：取一个饮料瓶，缓缓地注满水，将手紧靠在杯的背面，眼睛透过水杯看紧靠在杯子上的手，无疑将看到自己的手放大了。原理：杯子和水，此时作用就相当于一个凸透镜，而紧靠杯子的手正位于凸透镜的一倍焦距以内，所以手必然是正立的、放大的虚像。2、演示光的折射现象：如图 13，在瓶子的中间部位，在杯壁上对称地打上两个小孔，恰好让长约 10cm 的细铁棒（如毛衣针）穿越其间，向杯中注满水，由于饮料瓶是透明的，同时细铁棒与水平台面是水平放置的。又有杯外的细棒的两端做参照物，会很容易地观察出折射像与实际物体间的位置关系。7 / 7四、可以做的电学实验：1、演示摩擦起电现象：可以拿一个干燥的空的饮料瓶，跟丝绸摩擦后吸引碎纸屑。2、演