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      簡易氣體慣性演示儀的研制

      2015-11-24 13:25:57王賽
      物理教學探討 2015年10期
      關鍵詞:牛頓第一定律慣性氣體

      王賽

      摘 要:氣體慣性演示儀在中學物理牛頓第一定律實驗教學中有重要應用。但是,迄今為止還沒有演示氣體慣性經(jīng)常用到的廠制儀器。本文介紹一種簡易氣體慣性演示儀的制作方法,該演示儀安全可靠、操作簡單、效果明顯,在課堂教學的使用中,取得了很好的效果。

      關鍵詞:牛頓第一定律;慣性;氣體;演示儀

      中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2015)10-0017-2

      在中學物理牛頓第一定律實驗教學中,為了讓學生加深對“一切物體都有慣性”的理解,需要進行演示實驗、探究實驗和課外實驗等,讓學生觀察與親身感受氣體具有慣性。同時,為了培養(yǎng)學生學習物理的興趣,節(jié)約資金,加強物理實驗教學,鍛煉學生動手能力,也需要師生利用簡易器材,自己動手制作氣體慣性演示儀。

      但是,迄今為止還沒有演示氣體慣性經(jīng)常用到的廠制儀器。因此,自制氣體慣性演示儀就成為牛頓第一定律教學的基礎。

      1 過去研究中存在的問題

      在已經(jīng)發(fā)表的論文中,有一些是介紹氣體慣性演示儀制作的,但是仔細閱讀這類文獻就會發(fā)現(xiàn):1)多數(shù)選用了殺蟲噴霧劑等金屬材質(zhì)的筒制作。這種筒不是不可以,是難以加工,并且有余味;2)制作步驟不詳細,效果不明顯。小孔的加工沒有具體數(shù)據(jù),需要制作者從頭摸索;3)使用的薄膜沒有具體說是哪一種,也需要制作者一個一個試驗?;蛘哌x了不理想的材料,導致實驗效果很差。

      2 氣體慣性演示儀的制作

      2.1 需要的材料

      不用的紙質(zhì)圓筒形茶葉筒(直徑10~12 cm,其他類似紙圓筒也都可以,茶葉筒底部選用紙質(zhì)的,便于切割)1個,橡皮筋若干(或者一般固定用的細繩),廢舊橡皮手套(橡皮膜要封緊,有彈性),蠟燭,燭臺(可用一般玻璃杯反過來代替),刻刀,火柴,圓規(guī)等。

      2.2 制作方法

      步驟一:用圓規(guī)在圓筒形茶葉筒底部中心位置畫出一個直徑3 cm左右的圓(直徑過小不易瞄準,直徑大于4 cm后氣流明顯變小),用刻刀沿所畫圓在茶葉筒底部刻出一個直徑3 cm左右的圓孔,作為出氣口如圖1所示。

      步驟二:將已經(jīng)不能正常使用的家用橡皮手套剪開,盡量大一些,作為橡皮膜(如圖2所示)。

      步驟三:用橡皮筋將橡皮膜固定在茶葉筒口部,封緊(如圖3所示)。

      制作好的圓筒如圖4所示。

      步驟四:將蠟燭放在倒置玻璃杯上(如圖5所示)。

      3 氣體慣性演示儀的使用

      將茶葉筒底部圓孔對準燭焰,輕拍茶葉筒口部橡皮膜,燭焰會抖動,逐漸加力后,可致燭焰熄滅(如圖6、圖7所示)。

      操作說明:

      1)圓筒底部出氣口離燭焰0.6~1.5 m。

      2)一定要讓出氣孔對準燭焰(可先靠近輕彈試試,以便瞄準燭焰,然后往后退至0.6~1.5 m)。

      筆者選用上述生活中的簡易器材,按照上述數(shù)據(jù)制作了氣體慣性演示儀。該演示儀安全可靠、操作簡單、效果明顯。在課堂教學中使用,取得了很好的效果。學生說:實驗結(jié)果大大出乎預料,既加深了自己對慣性概念的理解,又激發(fā)了自己的學習興趣,還留下了深刻、難忘的印象。

      參考文獻:

      [1]陳瑜.利用身邊物品自制教具,提升物理教學效果[J].物理教學探討,2015,33(2):51—53.

      (欄目編輯 趙保鋼)

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