反沖運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的兩種自制教具

王宇靈　楊樹宏　韓獨(dú)石

摘要：用身邊器材自制了“線攜式反沖運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器”和“旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器”，介紹了制作的具體方法。兩種自制教具都具有取材易、制作簡、操作方便和現(xiàn)象明顯等特點(diǎn)，演示反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)效果良好。

關(guān)鍵詞：反沖運(yùn)動(dòng)；物理實(shí)驗(yàn)；自制教具

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2009)2(S)-0061-2

在物理第二課堂活動(dòng)中，我們自制了多種反沖運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教具。例如：“線攜式反沖運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器”和“旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器”兩教具。它們各有特色，前者的用材純系廢料，制作和操作都很簡單，不花錢，實(shí)驗(yàn)效果卻不亞于購買的價(jià)值78元的2167型反沖運(yùn)動(dòng)演示器；后者不但變廢為寶，而且既可以模擬旋轉(zhuǎn)水龍頭工作原理，又能演示反沖運(yùn)動(dòng)這一動(dòng)量實(shí)驗(yàn)，特別是在設(shè)計(jì)制作中有兩個(gè)巧妙的創(chuàng)新。介紹如下：

1 線攜式反沖運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器（圖1）

1.1 制作材料

細(xì)長形塑料礦泉水瓶1個(gè)、飲料吸管（一端戴乳膠套管）2根、細(xì)線繩（0.5~0.6m）1根。

1 .2 制作方法

⑴ 在塑料瓶下端側(cè)面等距離鉆2個(gè)孔，將飲料吸管戴乳膠套管的一端插入孔內(nèi)，使乳膠套管密封吸管與孔的間隙不漏水；使2根吸管均與瓶體垂直且處于同一直線上。

⑵ 將2根吸管另一端在酒精燈火焰上烤稀后捏扁熔封，然后在接近端頭的不同側(cè)用針扎一個(gè)小孔供噴水用。

⑶ 在塑料瓶蓋中間鉆一小孔，將細(xì)線繩穿入其中后給下端打結(jié)（提吊水瓶時(shí)不致線被抽出），給線中間粘一個(gè)彩塑箭頭（以便觀察線繩扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象）。

⑷ 給瓶蓋近邊緣處鉆一小孔，供實(shí)驗(yàn)時(shí)流通空氣，保持塑瓶內(nèi)外大氣壓強(qiáng)一致。

1.3 使用方法及現(xiàn)象

⑴ 給塑料瓶內(nèi)裝滿水，兩導(dǎo)管近端頭處開始向不同方向噴射水柱。

⑵ 旋緊瓶蓋，用食指和中指夾持瓶的頸部，拇指按緊瓶蓋上的通氣孔，這時(shí)兩股水停止噴射，但仍少量滴漏。

⑶ 調(diào)轉(zhuǎn)水瓶底朝上，讓線繩自由下垂。

⑷ 待線中間箭頭穩(wěn)定，線繩不旋轉(zhuǎn)后，用另一只手的兩指捏緊線繩下端，雙手互換位置，使水瓶吊懸。

⑸ 松開抓瓶子的手指，由于通氣孔敞開后空氣迅速進(jìn)入瓶中，兩導(dǎo)管端頭便立即又開始噴射水柱，同時(shí)瓶體也懸轉(zhuǎn)起來。由慢→快→慢→停止，約需1分鐘時(shí)間后旋轉(zhuǎn)停止。

2 旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器（見圖2）

2.1 制作材料

30～50ml大注射器1支、5ml小注射器1支、濾液器（在廢輸液器上剪下并留長約60mm導(dǎo)管）1個(gè)、飲料吸管（長約100mm）1段。

2.2 制作方法

⑴ 將小注射器管筒在2.5ml刻度處割斷，在1.5ml處沿直徑方向鉆一通孔（即兩個(gè)對(duì)著的小孔）；將安針的嘴割去并將嘴孔擴(kuò)大（略大于輸液導(dǎo)管外徑）。

⑵ 在吸管中間一側(cè)開一大孔（孔徑接近吸管直徑），將一端如上一實(shí)驗(yàn)的方法熔封堵口（另一端暫時(shí)不堵口），然后在吸管兩端約10mm處的管壁上用針各扎一孔徑為1~2mm的小孔（兩孔方向相反，所在平面與中間大孔垂直）。

⑶ 將濾液器圓盒前面的網(wǎng)罩割掉，取出中間的濾紙。

⑷ 組裝旋轉(zhuǎn)噴頭：① 把加工好的濾液器圓盒后面的導(dǎo)管，從加工好的小注射器管筒的嘴孔穿出，濾液器圓盒套在筒內(nèi)且能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。 ② 將加工好的吸管橫穿在小注射器管筒壁上，使吸管中間的孔正好對(duì)準(zhǔn)濾液器圓盒后面的導(dǎo)管方向，然后將吸管的另一端熔封堵口。 ③ 用注射器橡膠活塞塞住加工好的小注射器管筒開口。

⑸ 把制作好的旋轉(zhuǎn)噴頭的導(dǎo)管套在大注射器（高壓供水器）嘴上，即組成旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器。

2.3 兩點(diǎn)創(chuàng)新

⑴ 旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件：在設(shè)計(jì)試制過程中多種方案都失敗后，經(jīng)過多次試驗(yàn)，終于利用身邊器材的現(xiàn)成形狀，巧妙地解決了旋轉(zhuǎn)構(gòu)件較難加工的問題。

⑵ 防漏措施：讓吸管中部的開口正對(duì)濾液器圓盒后面的導(dǎo)管連接口，通過導(dǎo)管進(jìn)入旋轉(zhuǎn)噴頭內(nèi)部的加壓水柱直接被射入吸管開口內(nèi)，大大減小了旋轉(zhuǎn)部位的漏水程度，解決了防漏難題。

2.4 使用方法

⑴ 先將旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器的高壓器（大注射器）吸滿清水，然后通過導(dǎo)管連接上旋轉(zhuǎn)噴頭，或?qū)⑿D(zhuǎn)噴頭部分插入水中，緩慢抽動(dòng)高壓供水器活塞柄桿，將水吸滿大注射器。

⑵ 雙手將旋轉(zhuǎn)噴頭模擬器舉到空中，適度用力推壓活塞柄桿，隨著吸管兩端兩股水柱向著相反方向地噴射，旋轉(zhuǎn)噴頭便迅速旋轉(zhuǎn)起來，水被均勻地噴灑到空間，形象地模擬了旋轉(zhuǎn)噴頭及其工作原理。

本實(shí)驗(yàn)是在楊樹宏和韓獨(dú)石老師的指導(dǎo)下，由我校高二年級(jí)9班學(xué)生王宇靈制作完成的，特此說明。

(欄目編輯王柏廬)