力学小实验.docx

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力学小实验

第五节力学小实验

力1：

分子间的引力

器材：

透明水槽、水、弹簧测力计、细绳、玻璃

方法：

在水槽内装入适量的水，用细绳绑住玻璃，挂在弹簧测力计的挂钩上。

先观察弹簧测力计的示数，把玻璃平放在水面上，如图所示，向上提弹簧测力计，观察测力计的示数。

现象：

弹簧测力计的示数变大。

结论：

分子间有引力。

力2：

分子间的相互作用力

器材：

弹簧、乒乓球

方法：

将乒乓球用针扎一个小孔，把弹簧的两端分别穿入乒乓球中，如图所示。

两个乒乓球代表两个分子，压缩弹簧，两球的间距减小，弹簧向外用力，说明分子间的斥力大于引力；伸长弹簧，弹簧向内用力，说明分子间的引力大于斥力。

结论：

分子间存在相互作用的引力和斥力。

力3：

制作小天平

器材：

均匀的细木条（或塑料尺）、两个同样的硬纸片、细绳、支架

方法：

用均匀的细木条（或塑料尺）作天平的横梁，在横梁的中间穿孔，拴一个提纽，再在横梁两端距中间孔等距离的地方穿孔，用两个同样的硬纸片作为秤盘，把提纽挂起来，就成了一个小天平。

力4：

制作量筒

器材：

玻璃瓶、纸条

方法：

在瓶的外壁竖直贴上一个纸条。

用实验室的量筒量出20mL的水，倒入瓶中，在纸条上画出水面的位置，在量出20mL的水，倒入瓶中，在纸条上画出水面的位置……（如果瓶身是均匀的，可等距离画刻度）。

力5：

高矮蜡烛哪个先灭

器材：

玻璃罩、火柴、长度不同的两根蜡烛

过程：

将两根蜡烛点燃，固定在水平桌面上，罩上玻璃罩，如图，观察现象。

现象：

高的蜡烛先灭。

解释：

蜡烛燃烧产生二氧化碳，高温的二氧化碳体积变大，密度变小，上升，使高的蜡烛熄灭。

力6：

比较长短

器材：

两个等粗等长的均匀木棍

方法：

如图，把一根木条的一端放在另一根木条的中间，让学生观察两根木条的长短。

再把两根木条并排平放，让学生观察两根木条的长短。

结论：

人的感觉是不可靠的，因此要进行测量。

力7：

力改变物体的形状

器材：

矿泉水瓶

方法：

用手捏矿泉水瓶，瓶身形状发生改变。

结论：

力改变物体的形状

力8：

如何显示桌面的微小形变

器材：

激光手电、铁架台、铁夹、平面镜

方法：

把激光手电固定在铁架台上，让激光能打在远处的墙上，把这套设备放在水平桌面上，用力压桌面，会发现墙上的激光点移动。

（如用平面镜反射一下，效果会更好）

结论：

力能改变物体的形状。

力9：

力改变物体的运动状态

器材：

矿泉水瓶

方法：

把矿泉水瓶平放在水平桌面上静止，用手平推矿泉水瓶，瓶开始运动。

结论：

力改变物体的运动状态

力10：

斜面小车实验

器材：

同样的小车3个、同样的斜面3个、木板、毛巾、棉布。

（或用斜面小车实验器）

方法：

把3个小车放在3个斜面的同一高度，斜面下分别铺上木板、棉布、毛巾，同时释放3个小车，观察小车停止的位置。

说明：

相比用一辆小车在同一个斜面上做三次实验，此方法的比较性较强，但控制量较难，如：

同样小车、同样斜面、同样高度。

结论：

在理想的情况下，没有阻力，小车将以恒定不变的速度永远运动下去。

斜面小车实验器的制作方法

如图，用木板做一个三层框架，中间和底层分别用两面胶把棉布和毛巾固定在木板上。

斜面用三个同样的三角形木块做成，也用两面胶固定。

电磁铁用漆包线缠绕在铁钉上做成。

使用时先接通电源，再把小车依次如图放好，断开开关，小车在不同表面运动的距离不同，现象非常明显。

力11：

抽纸条

器材：

纸条、物块

方法：

纸条放在桌面上，物块放在纸条上，迅速抽走纸条，观察物块的运动情况。

现象：

物块不动

结论：

静止的物体有惯性

力12：

打棋子

器材：

大象棋子5~10个（或同样的木块）、小长条木板（厚塑料尺）。

方法：

把象棋子摞起来放在水平桌面上，用小木板迅速击打出下面的棋子，观察上面棋子的运动情况。

说明：

可以同方向连续击打，也可以反方向来回击打。

现象：

当下面的棋子被击打出后，上面的棋子由于惯性，保持原来的静止状态，没有随下面的棋子一起运动。

结论：

静止的物体具有惯性。

力13：

弹纸片

器材：

硬纸片、玻璃杯、细沙、玻璃球

方法：

如图，在玻璃杯底铺一层细沙，杯口放上硬纸片，把玻璃球放在硬纸片上，迅速把硬纸片弹走，观察玻璃球的运动情况。

现象：

玻璃球掉入杯中。

结论：

静止的物体有惯性。

力14：

小车上的木块

器材：

小车、木块

方法：

如图，把木块立在小车上：

（1）小车由静止突然加速；

（2）小车在运动中突然加速；（3）小车在运动中突然减速。

观察木块的变化情况。

结论：

运动的物体有惯性。

力15：

小车上的水

器材：

小车、大烧杯、水

方法：

如图，把装有一半水的大烧杯放在小车上：

（1）小车由静止突然加速；

（2）小车在运动中突然加速；（3）小车在运动中突然减速。

观察杯中水的变化情况。

结论：

运动的物体有惯性。

力16：

二力平衡的条件

器材：

硬纸片、细绳、钩码、滑轮、木板

方法：

先在硬纸片上打四个孔，如图所示，把两个滑轮固定在木板上。

两根细绳分别拴在A、B两孔，另一端绕过滑轮，挂上不同数量的钩码时，观察硬纸片的运动情况；再把两根细绳分别拴在C、D两孔，另一端绕过滑轮，挂上相同数量的钩码时，观察硬纸片的运动情况。

结论：

二力平衡的条件：

作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，那么这两个力平衡。

力17：

摩擦力产生的原因

器材：

手

方法：

伸开双手，两手指相互较浅交错，平向运动，手指互相碰撞；两手指较深交错，平向运动，手指互相碰撞；两手握拳，两手拳上骨节交错相对运动。

分别感觉用力大小。

现象：

手指交错，较深比较浅用力大；握拳时比手指交错用力小。

结论：

摩擦力的产生是由于的接触面凹凸不平导致的。

接触面越粗糙，摩擦力越大；同样的接触面，用力越大，摩擦力越大。

力18：

重心低不易倒

器材：

矿泉水瓶，水

方法：

取一个空矿泉水瓶，正放在水平桌面上，轻推或吹可倒。

逐渐加水，再推，观察加水多少与用力多少的关系。

结论：

重心越低越不易倒

力19：

重垂线

器材：

细绳、石块

方法：

把石块拴在绳子的一端即可。

利用它检查一下墙面或者门边是否竖直。

结论：

重力的方向是竖直向下的

力20：

水平器

器材：

两个木条、细线、小石块

方法：

把两个木条如图固定好，在木条的上端固定细线，细线的另一端拴上小石块。

用此设备检查物体表面是否水平时，先把此水平器东西放置，观察细线的位置；在南北放置，观察细线的位置，结合两次实验来判断表面的水平情况。

力21：

轮轴的作用

器材：

玻璃啤酒瓶

方法：

两名同学，一人握瓶口处，另一人握瓶底处，两人向相反的方向用力旋转，比比谁能赢，思考一下为什么？

结论：

瓶口的半径小，力臂较短；而瓶底的半径较大，力臂也较长。

所以握瓶底的同学能赢。

力22：

使用斜面的好处

器材：

长木板、弹簧测力计、带挂钩的木块

方法：

先测出木块的重力。

将长木板的一端抬起，用弹簧测力计拉着木块在木板上匀速运动，观察弹簧测力计的示数；改变长木板的抬起角度，再匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数。

现象：

斜面的角度越小，弹簧测力计的示数越小。

结论：

使用斜面可以省力，斜面越倾斜，越省力。

力23：

液体内部压强的规律

器材：

矿泉水瓶，牙签（或透明胶）、水、水槽

方法：

先在矿泉水瓶上由上到下扎三个小孔，再在同一水平高度扎三个小孔，如图，分别用牙签（或透明胶）把小孔堵住，瓶中装满水。

实验时先把三个竖直的小孔打开，观察水喷出的情况；再装满水，把三个水平的小孔打开，观察水喷出的情况。

现象：

竖直的小孔中，越往下，水喷的越远；水平的小孔，水喷的一样远。

结论：

液体对容器底和侧壁都有压强；液体内向各个方向都有压强；液体内的压强随着深度的增加而增大；同一深度，液体向各个方向的压强都相等。

力24：

纸片托水

器材：

玻璃杯、硬纸片（或硬塑料片）、水、水槽

方法：

如图，在玻璃杯中装满水，盖上硬纸片，用手压住用纸片，慢慢地把杯子倒过来，移开压住纸片的手；把杯子倾斜任意角度，并上下晃动。

现象：

纸片不掉下来，水不流出来。

结论：

大气有压强-------证明大气压的存在

力25：

瓶吸水气球

器材：

小气球、瓶子、酒精、棉花团（或纸条）、镊子、火柴

方法：

在小气球内装水，大小比瓶口大一圈，让学生观察：

直接放不进瓶中，即使用手压也压不进去。

用镊子夹取蘸有酒精的棉花团，点燃后放在瓶中，稍后，把水汽球放在瓶口，观察。

现象：

水气球慢慢进入瓶中。

结论：

内部气压小，外部气压大。

（证明大气压的存在）

延伸：

如何水气球完整取出？

力26：

瓶球相吸

器材：

气球、杯子（或瓶子）、热水

方法：

先把气球吹起，不要膨胀的太紧，用热水把杯子（或瓶子）烫热，立即扣在气球上，气球就会把杯子吸住。

解释：

吹起的气球内的气压大于外界大气压，杯子放在热水中烫时，杯内的气体被加热膨胀，体积变大而除去一部分，立即扣在气球上，杯子内的气体冷却收缩，压强小于大气压，把气球吸入一部分。

力27：

大管吃小管

器材：

大而长的试管一个、小而短的试管一个（比大试管略小但能放进大试管）、水、水槽

方法：

在小试管中放一红色纸团，来增加可见度。

大试管中装满水，把小试管底部放入小试管中大约三分之一到一半左右，再把大小试管迅速倒过来。

现象：

大试管中的水慢慢流出，小试管逐渐向上进入大试管中。

结论：

大气有压强

力28：

易拉罐变形

器材：

空易拉罐、透明胶、开水

方法：

在空易拉罐中倒入少量开水，摇晃几下，倒出；再倒入少量开水，摇晃几下，用透明胶把空易拉罐的口封死，静放在桌面上。

现象：

空易拉罐逐渐向里凹陷。

结论：

内部压强小，外部压强大。

（证明大气压的存在）

力29：

注射器

器材：

注射器、胶堵、钩码、细绳

方法：

将注射器的出口打开，活塞推至底部，朝下并挂上钩码，活塞可被拉出；活塞推至底部，将注射器的出口用胶堵堵住，朝下并挂上钩码，活塞不被拉出，加挂钩码，也不能拉出。

结论：

大气有压强。

力30：

水气压计

器材：

透明玻璃瓶、橡皮塞、两端开口的玻璃管（或透明塑料管）、红水、橡皮圈。

方法：

在橡皮塞钻个稍小于玻璃管的孔，将两端开口的玻璃管插入孔中，向玻璃瓶中装红水，但水不能装满，将插有玻璃管的橡皮塞在瓶口塞紧，红水会升到玻璃管的一定高度处（若红水上升高度不够，可从玻璃管外露的开口端吹入少量的空气，使瓶内气体的压强增大，从而使水沿玻璃管上升至瓶口以上）。

把橡皮圈套在玻璃管上并对准液面处，作为液面的原始位置的标记，再在瓶口处用线绑个提纽就制成了水气压计。

可用它判断楼上楼下大气压的变化。

力31：

单掌提盆

器材：

透明水槽（或塑料水盆）、小透明皮碗、水

方法：

先把透明水槽展示给学生看，暗中把小透明皮碗放在水槽内的底部，展示手掌。

水槽内倒入少量水，表演运气，手平放入水槽中，运气，慢慢地把水槽提起。

说明：

不能让学生看到水槽内的小透明皮碗；手平放在水槽中时，用手指夹住小皮碗的头，下压，把皮碗内的气体挤出，再慢慢上提。

力32：

吊瓶的原理

器材：

透明玻璃瓶、直导管、胶塞、水、矿泉水瓶、支架

方法：

（1）在胶塞上钻两个比导管小的孔，将两导管插入。

透明玻璃瓶内装入水（不满），塞紧插有导管的胶塞，如图倒挂在支架上，用手控制某一导管的进气情况，观察另一导管的出水情况。

（2）在矿泉水瓶底部和瓶盖上各扎一小孔，装满水，盖上盖，用手堵住底部小孔，将瓶子倒过来，观察出水情况；松开堵小孔的手，观察出水的情况。

力33：

瓶内吹气球

器材：

大一点的透明矿泉水瓶、小气球

方法：

在透明矿泉水瓶靠近底部的位置扎一小孔，气球放入瓶内，气球口反套在瓶口上，如图所示。

（1）用一手指堵住小孔，向气球内吹气，气球稍膨胀后不膨大了；

（2）松开手指，再向气球内吹气，气球能膨胀起来，可大到与瓶壁接触；

（3）等气球胀大后，用手指堵住瓶上的小孔，把嘴离开气球口，气球也不缩回。

解释：

（1）瓶内封闭了一部分气体，当气球稍膨胀时，球内气体体积变小，压强变大，使气球无法再膨胀。

除非用更大的力气来吹气球，能是气球再大一点。

（2）松开手指，小孔使瓶内外相通，向气球内吹气，气球膨胀，把瓶内气体挤出，使瓶内外气压相等，可把气球吹起。

（3）吹起气球后再堵住小孔，瓶内气体封闭，松开口，气球稍回缩，瓶内气体体积变小，气压变小，小于外界大气压。

气球在外界大气压的作用下，不能回缩。

力34：

吹纸片

器材：

两张相同的纸张

方法：

从学生练习本中取两张纸，手拿两张纸，使两张纸中间有10cm的距离并自然下垂，用力向两张纸中间吹气，观察现象。

现象：

两张纸向中间靠拢。

解释：

两张纸中间的气体流动的速度快，对纸的压强小；两张纸外面的气体流速慢，对纸的压强大，产生向内的压强差，向内的压力使纸向中间靠拢。

结论：

流体流速越快的位置压强越小。

力35：

吹纸条

器材：

纸条

方法：

从学生的练习本上撕下一长纸条，放在下嘴唇上，纸条自然下垂。

用力水平向外吹气，观察现象。

现象：

纸条向上飘起，并在水平位置抖动，不下落。

解释：

纸条上方的气体流动的速度快，对纸条的压强小；下方的气体流速慢，对纸条的压强大，产生向上的压强差，向上的压力使纸条向上运动而不落下来。

结论：

流体流速越快的位置压强越小。

力36：

吹管

器材：

烧杯、红水、支气管

方法：

在烧杯中装入大半杯红水，支气管的一端放入红水中，如图所示，在直管的一端向另一端吹气，观察现象。

现象：

红水沿着支管上升。

解释：

吹气时，支管的上端气体流速快，压强小；液体表面的气体静止，压强大，把液体压入支管中。

结论：

流体流速快的位置压强小。

力37：

用漏斗吹乒乓球

器材：

透明玻璃漏斗、乒乓球

方法：

把乒乓球放在水平桌面上，漏斗倒扣在乒乓球上。

在漏斗出口用力向漏斗内吹气，会发现乒乓球向上运动，此时拿起漏斗，乒乓球也随着漏斗一起离开桌面。

解释：

吹气时乒乓球四周的气体流动的速度快，对球的压强小；乒乓球下面的气体流速慢，对球的压强大，产生向上的压强差，向上的压力使球向上运动。

结论：

流体流速越快的位置压强越小。

力38：

小球的浮沉

器材：

小气球、烧杯、水

方法：

在小气球内装入水，扎紧口，放入装水的烧杯中。

若小球不沉，可在小球口上绑一小段铜丝，待小球下沉后，可向杯内逐渐加入盐并轻轻搅拌，观察小球的浮沉情况。

结论：

当物体的密度大于液体的密度时，物体下沉；当物体的密度等于液体的密度时，物体悬浮；当物体的密度小于液体的密度时，物体上浮。

力39：

轮船模型

器材：

水槽、水、易拉罐的一块外壳

方法：

从易拉罐上剪下一片外皮（大约10cm×10cm），四周向上折起2cm左右。

先把它浸入水中，它将下沉；再取出，平放在水面上，它将漂浮；在它的内部装入一些小物体（如粉笔、橡皮、硬币等），观察它的浮沉情况。

说明：

易拉罐的密度大于水的密度，浸在水中时下沉；放在水面时，它排开水的体积变大，浮力变大。

它是利用“空心”的原理，增大了可利用的浮力。

力40：

潜水艇模型

器材：

大透明饮料瓶、小口服液瓶（有颜色）、水

方法：

大透明饮料瓶内装满水，小瓶内装入一半左右的水，倒放入大瓶中，以不下沉为准。

若下沉，取出小瓶，在小瓶内装水少于一半；若不沉且露出的较多，在小瓶内多装点水。

把大瓶盖盖紧。

用手捏饮料瓶，会发现：

小瓶会随着手用力的大小而上下移动，也可以停留在瓶中任意位置。

说明：

小瓶浸没在水中，所受的浮力大小不变。

用力捏瓶时，小瓶内的气体被压缩，体积变小，水进入小瓶中，使小瓶的重力变大，当重力大于浮力时，小瓶将下沉；当手用力较小时，小瓶内的气体把水排出，使小瓶的重力变小，重力小于浮力时，小瓶将上浮；手用力恰当时，小瓶可悬浮。

力41：

密度计

器材：

木棍（或带有橡皮头的铅笔）、图钉（或细铁丝、铜丝等）

方法：

在木棍的一端绕上铁丝，目的是使木棍能竖直浮在液面上，也可以在木棍的一端沿轴心按入图钉。

放入水中，在木棍与水面接触处划一道横细线，这就是水的密度的刻度。

把它放在酒精或食盐水中，就可以比较出三种液体密度的大小。

力42：

热气球

器材：

大而薄的塑料袋、细金属丝、棉花、酒精

方法：

用细金属丝绑在塑料袋的下端，如图，在金属丝的中部，捆绑一小团棉花。

把棉花浸润酒精后点燃，待手感觉可松手时，松开塑料袋，塑料袋即可升空。

说明：

酒精棉球的总质量不能太大，否则气球不能升空；实验应在无风的教室内进行，事先准备一块抹布，待气球因燃料烧光而下降时，用抹布扑灭酒精棉球的火焰。

力43：

单摆

器材：

小铁球（或重物）、细绳

方法：

用细绳拴住小铁球（或重物），手拿绳的另一端，固定不动。

把小铁球从竖直位置拉开一定距离，松开手，观察小球的摆动情况；再用手指挡住某个位置，如图所示，观察小球的摆动情况。

解释：

小球从高处向下运动，是小球的重力势能转化为动能；小球向上运动，是小球的动能转化为重力势能。

用手指挡住某个位置，小球仍能回到原来的高度，说明动能转化为重力势能时没有能量的损失，机械能守恒。