利用塑料飲料瓶的兩個創(chuàng)新實驗

惠洪東

(山東省鄒平縣明集中學,山東　濱州　256216)

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利用塑料飲料瓶的兩個創(chuàng)新實驗

惠洪東

(山東省鄒平縣明集中學,山東濱州256216)

塑料飲料瓶在物理實驗創(chuàng)新中大有作為,可利用它來改進傳統(tǒng)實驗，本文以“模擬潛水艇”實驗、“做功改變物體的內能”實驗為例,來展示筆者的實踐.

塑料飲料瓶；潛水艇;做功改變物體的內能;創(chuàng)新實驗

1　“模擬潛水艇”實驗

潛水艇是靠改變自身重力來實現(xiàn)上浮與下沉的,此演示實驗比較難做,物理實驗室有老式的潛水艇,每次實驗必用大水槽、抽氣筒等,操作比較困難,教室后幾排的學生根本看不到.為此筆者準備了裝滿水的飲料瓶和一個小玻璃瓶,模擬了教材上難做的潛水艇上浮下沉實驗,操作過程中，可舉高塑料瓶操作,也可一邊走動一邊操作,并且現(xiàn)象清楚、效果明顯,學生非常喜歡.

實驗器材:塑料飲料瓶,小玻璃瓶(可以用藿香正氣口服液、葡萄糖酸鋅口服液、東阿阿膠口服液等的瓶子),水.

實驗操作:將小玻璃瓶內裝約三分之二的水,為了明顯看到水位的高低可在水上放一個漂浮物,漂浮物用紅色塑料片或小木片都可以,然后將玻璃瓶倒插在裝滿水的塑料飲料瓶中保持漂浮狀態(tài),只要小玻璃瓶中水量合適,漂浮在水上很容易做到.為防止倒插玻璃瓶時水流出，可在瓶蓋上插一吸管,吸管不能過長,大約一厘米,擰緊飲料瓶的瓶蓋,用手捏飲料瓶,由于水的壓強大于小玻璃瓶中空氣的壓強,飲料瓶中的水就會通過吸管進入玻璃瓶,導致玻璃瓶重力增加,而玻璃瓶浮力不變,重力大于浮力就會下沉,松手后,玻璃瓶中空氣壓強大于外部水的壓強,壓進的水就會重新排出來,此時玻璃瓶的重力又小于其浮力,瓶又上浮.控制用力大小使玻璃瓶懸浮也很容易,此實驗巧妙實現(xiàn)了潛水艇自身重力的改變.

實驗創(chuàng)新點:(1) 大飲料瓶隨處可見,小玻璃瓶取材容易,廢物利用,制作簡單,可人手一套或每組一套,將演示實驗改為分組實驗,大大提高學生動手能力.

(2) 手捏塑料飲料瓶體會增大壓強的感覺,玻璃瓶中的水位明顯升高,大大提高了能見度,玻璃瓶的重力增加大于水的浮力而下沉,現(xiàn)象明顯,可大大提高學生的學習興趣.

(3) 可重復操作,玻璃瓶上上下下停留水中可自由控制,學生人人可像魔術師玩魔術一樣做物理實驗,可幫助學生理解壓強概念和物體浮沉條件.

2　“做功改變物體的內能”實驗

人教版九年制義務教育九年級物理教科書上有“做功改變物體的內能”實驗：用空氣壓縮引火儀向集氣瓶內打氣和氣體對塞子做功.筆者在教學中根據課本做演示實驗,感想頗多.空氣壓縮引火儀的成功率較低，氣體對塞子做功實驗效果也不甚理想.為此筆者與學生一起利用飲料瓶進行了改進.

實驗器材:打氣筒,飲料瓶,橡皮塞,溫度計,自行車內胎的氣門芯,少量清水.

實驗操作:(1) 先在瓶中注入約10mL清水并搖勻,使瓶中有足夠的水蒸氣,將插有溫度計的橡皮塞塞緊瓶口,觀察溫度計的示數,堵上塞子并用手壓住,同時用打氣筒向瓶內打氣,一邊打氣,一邊壓緊塞子,防止塞子提前被沖開.

(2) 每打10下觀察一次溫度計的示數,發(fā)現(xiàn)溫度計的示數明顯升高,說明對物體做功,物體的內能增加.大約打30下,拔開塞子,聽到“嘭”的一聲,瓶口會出現(xiàn)大量的白霧,說明物體對外做功,物體的內能減少,溫度降低,水蒸氣遇冷液化.

實驗創(chuàng)新點:(1) 溫度計的示數升高代替了乙醚棉球的燃燒,成功率得到提高,現(xiàn)象直觀清晰,安全可靠,清潔無污染.

(2) 用手拔開塞子代替了塞子自己被沖開,安全系數提高.讓學生參與操作,可培養(yǎng)學生的動手能力與合作意識.

(3) 白霧的大量涌現(xiàn)成為演示實驗的一大景觀,現(xiàn)象震撼，可大大提高學生學習物理的興趣.