生活中处处有物理,你身边很多小东西都能成为物理实验的器材,你发现了吗?
例1利用注射器,你能做哪些实验?
(1)用手指堵住前端小孔,用另一只手用力向外拉活塞,手感到很费力,若停止用力,活塞就会退缩一段距离,这就验证了大气压的存在。
(2)拿一注射器,把活塞推到底部,用手指将前端小孔堵住,把活塞拉到管的中部,这时把堵住小孔的手指浸入水中,就会看到水进入注射器内部,这就验证了抽水机的原理——它是利用大气压来工作的。
此外,利用注射器还可演示气体液化的方法、验证气体压强与体积的关系、演示气压与液体沸点的关系,你想到该怎么做了吗?
例2给你一支削好的长铅笔,请用它设计两个物理小实验。
(1)用食指和大拇指分别压住铅笔的两头,手指压痕深浅不同,说明“压强的大小与受力面积的大小有关”;手指压铅笔时手指也会感觉到疼痛,这又说明“力的作用是相互的”。
(2)用细铁丝绕在铅笔的一端或用图钉压入铅笔的一端,使之竖直漂浮在水和其他液体中,根据浸入液体中的深度,可判断液体密度的大小。
(3)将细铁丝密绕在圆铅笔上,然后用尺测出n圈金属丝铜的总长度D,则可求出金属丝的直径。
此外,还可从光学、热学、电学方面来考虑,如在太阳光下或灯光下,将一支铅笔直立在地面上,会出现铅笔的影子,说明“光在同一种均匀物质中沿直线传播”;将铅笔芯的一端用酒精灯加热,过一段时间铅笔芯的另一端也发热,说明“铅笔芯是热的良导体”;将导线的一端与铅芯的一端接好,另一端在铅笔芯上滑动,改变铅笔芯连入电路的长短,发现灯泡的亮度发生改变,此实验能说明滑动变阻器的原理。知识点汽化与液化
汽化是物质由液态转变为气态的相变过程。液体中分子的平均距离比气体中小得多。汽化时分子平均距离加大、体积急剧增大,需克服分子间引力并反抗大气压力做功。因此,汽化要吸热。单位质量液体转变为同温度蒸气时吸收的热量称为汽化潜热,简称汽化热。汽化热随温度升高而减小,因为在较高温度下液体分子具有较大动能,液相与气相差别减小。在临界温度下,物质处于临界态,气相与液相差别消失,汽化热为零。汽化有蒸发和沸腾两种形式。液化是指物质从气相变为液相的现象。与汽化现象相反,液化许多释放热量。
如何做物理器材
(1)实验器材:铅笔、玻璃杯和水;
实验内容:做演示发声体在振动;
方法:在玻璃杯中装入少量的水,用铅笔敲击杯体,听到杯体发声,并观察到水中的波纹可知发声体在振动.
(2)实验器材:米尺;
实验内容:做演示声调高低的实验;
方法:把米尺压在桌面上,改变米尺伸出桌面的长度,用同样的力拨动米尺使其振动发声,比较米尺两次发声的音调高低.
(3)实验器材:玻璃杯和水;
实验内容:做演示凸透镜会聚太阳光线的实验;
方法:在玻璃杯中装入适量的水,让太阳光线照射到玻璃杯中的水,可观察到太阳光线被会聚为一个较强的光点.
(4)实验器材:玻璃杯、水和铅笔;
实验内容:观察光的折射现象;
方法:将铅笔斜插入装水的玻璃杯中,可观察到铅笔在水面下的部分向上发生了弯折,这是光的折射现象.
(答案合理即可)
物理学是一门实验科学,物理课程标准指出:使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种实验,可以拉进物理学和生活的距离,让学生深切的感受到科学的真实性……。所谓身边器材做物理实验是指那些材料易得、简便易做、趣味性强、形象生动、效果明显的物理实验。如利用①日常生活用品;②价值低廉的器材;③废旧器材甚至废弃物品;④身边随手可得的实验替代品;⑤现成的非专用的仪器、器材代用;⑥自制的实验器材来取代实验室专用器材等来进行实验。利用身边器材做实验,并不是实验器材的简单替代,而是使实验装置更简化、实验现象更明了。瓶、水、纸、线、铁丝、木棒、玩具等都能作为实验器具,尽可能不花钱就能做实验,从实验中享受学习的乐趣。
尤其在农村地区实验设施欠缺的情况下,我们所设计的实验就更应该用材简单易寻,就地取材,如利用生活中的廉价材料(如橡皮筋、气球、鸡蛋、土豆、蜡烛、塑料袋)、易得材料(如水杯、钢勺、塑料尺、硬币)和废旧材料(如易拉罐、饮料瓶、牙膏皮) 等。在设计实验时应该尽量避免一切有危险的和对身体有害的实验。例如八年级教材中的托里折利实验[6],实验中的水银对人体有害,不宜安排为学生实验,可将其改为一个演示实验: 找一个医用针筒,用细线和薄膜堵住针筒口子,由于大气压的作用,针筒活塞下可以挂几千克的物体而不会掉下来,这既可证明大气压的存在,也可让学生粗略地测出大气压值。
很多儿童玩具都是利用物理原理设计制作的。所以, 玩具也是一种难得的课程资源,利用儿童玩具开发低成本物理实验,可以让学生在玩中学习物理知识。
总之,开发利用身边器材做物理实验不仅是实验器材的简单替代, 更是实验装置的简化, 实验现象的明了。利用身边器材做物理实验成本虽低,但适用不同学习基础的学生,在课内课外都不进行实践,探索和创新。
