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物理现象和实验
2013年秋盐都区物理学科基地活动讲座材料
家中的物理现象
和实验
盐城市马沟初级中学刘加和
理论篇
“乐”于探究“玩”中知理
课堂教学对培养学生的创造能力在时间和空间上都有很大的局限性,为了更有效地培养学生的创造能力,尽可能增加学生自己探索知识的活动量,指导学生利用家中的物品进行探究活动中培养学生的创新精神和实践能力就显得尤为重要。
一、指导学生利用家中的物品进行探究活动的意义
1.激发学生的学习兴趣。
俗话说:
“兴趣是最好的老师”。
兴趣分为直接兴趣和间接兴趣两种。
直接兴趣(包括专业兴趣和一般兴趣)是无意注意的原因,它虽然没有预定的目的,也不需要作意志的努力,但它却能让人主动转移对刺激物的反应,最后主动去探索刺激物;间接兴趣是有意注意形成的原因,它是一种主动地服从于一定的活动的注意,它受人的意识的自觉调节和支配,它虽然有时需要个人的意志的努力才能实现,但它的注意对象却是单一的,会培养人对某一事物的注意,从而在某一方面作出贡献或成就。
2.提高学习和创造的能力。
我们目前的教育,重知识轻能力,重结果轻过程,重间接经验传授、轻亲自体验获得,老师讲课经常是先把结论告诉学生,然后用实验来验证。
利用家中的物品进行探究活动给学生提供了动手、动脑的机会,学生在实验活动中观察物理现象,发现、探索物理规律;运用物理知识解释生活、生产、社会、自然现象中与物理有关的问题。
这对于提高动手与动脑相结合的能力大有好处,而将多信息作用于学生,能激发活跃学生的思维,使学生养成良好的科学态度,从而达到培养学生的创造能力的目的。
3.营造良好的创造氛围和环境。
利用家中的物品进行探究活动把学校教育与社会实践结合起来,创造出较好的合力教育模式,家长等社会成员的参与,能够增进共识,营造了有益于培养中学生创新精神和创造能力的社会环境。
在一个互相讨论,互相促进的良好的环境气氛中,学生的创造思维和探索精神必定会得到健康的发展。
学生在利用家中的物品进行探究活动活动的过程中学会发现、学会提问、学会实验、学会记录、学会讨论、学会表达。
这不仅是一种学习的能力,更是一种生活的能力。
二、在教学中如何指导学生利用家中的物品进行物理探究活动
1、在课堂演示实验和学生实验中应用自制教具代替专用教具,会有意外的收获。
由于家中的物品具有一定的亲和力,同学们往往对利用这些物品所做的实验更有兴趣,况且,大多数用来做实验的器材多是家中的废弃物品,同学们也不必担心因为弄坏东西造成的心理压力影响其对实验的探究,这样会让学生充分展开手脚去实践,去探究。
下面以摩擦为例,介绍如何利用家中普通的物品进行课堂演示实验和分组实验的设计:
(1)用一只筷子、玻璃杯和米完成“筷子提米”实验:
在杯中装满米,米中散入少量的水,用手指将米压紧,从指缝中用力将筷子插入米中,提起筷子,可以发现可以将米和杯子提起来,这说明筷子与米、米粒之间、米粒和杯子之间都存在摩擦力。
这个实验会让同学们有冒冷汗的感觉,加深其对摩擦力的认识,同时激发他们探究摩擦力的兴趣。
(2)利用毛巾、橡皮筋、饮料瓶、木板等物体探究影响滑动摩擦力大小的因素:
将饮料瓶中装上适量的水,瓶口系上一根绳子,将其在毛巾和在木板上匀速拖动,用橡皮筋比较所用的力的大小即可探究接触面的粗糙程度对摩擦力的影响;用调节瓶中水的多少来改变压力,在木板上拖动,比较摩擦力的大小;将瓶子在同样的木板上滑动和滚动还可以比较滑动摩擦力和滚动摩擦力的大小。
用饮料瓶代替长木板和小车,用橡皮筋代替测力计,这样的实验设计可以让学生对实验无陌生感,激发他们到家中继续探究的兴趣。
2、指导学生利用身边的器材进行探究活动能在同学们的学习与生活之间架起了一座观察、思考、想象、创造的“桥梁”。
它既培养了学生良好的自学习惯,实事求是的科学态度、坚韧不拔的科学品质,也使学生在课堂上所学的物理知识得到复习、巩固,动脑动手能力普遍增强。
另外,利用身边物体的探究活动能弥补课堂教学的不足,有效培养学生的探索精神和创造能力。
下面就以压力和压强为例,设计一些家庭中的物理实验和探究的项目:
(1)探究瓶盖打不开的原因和瓶装食品上的真空安全钮的作用机理:
把热的饮料倒入密封的瓶子里,盖上盖子,冷却下来后瓶盖很难打开,是因为瓶子里的空气遇冷收缩,瓶子里的压强减小,外面的压强不变,大气压将瓶盖压在瓶子上;如果用小起子在瓶盖的边缘轻轻拨一下,让空气进去,内外压强差减小,则容易将瓶盖打开。
超市所卖的瓶装食品的瓶盖上都有一个真空安全钮,正常情况下,由于内部气压比较低,使真空安全钮向下凹,用手压不会有响声,当食品变质后,在里面会产生一些气体,瓶内的压强增大,安全钮就会凸起来,按压有响声,说明食物已经变质。
(2)研究液体的压强与深度的关系:
在饮料瓶中灌满水,在侧壁上用钉子在相同和不同深度处开几个小孔,比较水流的快慢可知越向下,水流越快,说明液体的压强与深度有关。
3、在课外及家庭中,利用家中的物品容易营造出好的探究性学习的氛围。
通过老师在课堂上的指导和同学们的课外探究,帮助他们建立探究性学习的氛围;通过这种自己熟悉的环境,使同学们远离课堂的束缚,放手去探究,取得较好的效果。
4、选择合理的探究点,注重探究的过程,让探究的过程变成开发学生智力和自主学习的过程。
只有这样,才能让学生从主动的学习中去寻找问题、设计问题的解决方案,从而从探究中学到知识,培养学生的创造能力和创新思维能力
下面就自行车和摩擦这个话题为例介绍如何指导同学们利用课外的小实验和家庭的小实验来自主探究性学习的氛围:
(1)设计探究性题目:
我们所用的自行车为了保证安全采取了哪些措施?
(2)通过观察、查阅资料、上网查找相关信息、走访自行车的维修师傅、向父母请教、自己动手实践、甚至调查一些交通事故等等去了解关于自行车安全方面的知识,并将收集到的知识进行整理。
(3)交流所收集到的材料并相互补充,从中找出与摩擦有关的知识。
(4)结合课本的内容,思考它们是如何利用摩擦的知识的。
(5)对比调查,探讨研究在不同条件下对摩擦的影响:
如轮胎的新旧、刹车灵敏度、路面的平整度、雨天和晴天、轮胎的生产厂家等,然后通过设计实验来对这些因素进行验证(有些研究可以在教师的指导下在实验室中进行),并将调查的结论进行总结和交流相互补充。
(6)与书本结合,为自己的研究的结论寻找理论的支持,甚至发表自己独特的见解,写好总结报告。
(7)结合实际,为在自行车和摩擦方面提出自己的建议和想法。
三、利用小制作小发明,培养学生的创新能力和实践能力,这是培养创新精神的主要途径
小制作小发明在物理上的重要应用体现在自制教具的创造和应用上,教具是教育教学中不可缺少的物质手段。
教具可以丰富实验内容,拓展多科实验方法,有利于激发学生的认知兴趣和对自然界的好奇心及丰富想像力,提高观察,实验,操作等实践能力。
开展师生共同参与的自制教具活动,不仅有利于学生对知识的理解和能力的训练,而且是推动基础教育改革的一项重要内容,可以发挥十分重要的作用。
同时,对于提高教学质量也发挥着不可忽视的作用。
钱临照教授也曾说过:
“在物理实验中,如果学生能自已设计一个新方法来阐明这个实验的物理概念,这个新设计的实验,不管如何粗糙,亦应当受到鼓励,因为其中有新思想在里面,表现了学生创新的积极性”。
自制教具学具作品的完成,要经过构思、设计、选材、加工和调试等多个环节,并需要反复修改和试用,这是学生实践能力难得的锻炼机会;自制教具学具一般不是简单的仪器仿制,从立意、构思、设计到修改试用,在发现问题与解决问题的过程中,就包含有创造性劳动,需要创造精神,这对学生的创新能力的培养无疑是极为有利的。
可以说自制教具学具更是培养创新精神和实践能力的一个重要载体。
在制作过程中,学生就会遇到许多书本中所没有的问题,他们就会想尽办法,来解决这些问题,从而可以拓宽学生的思维,增强学生的实验设计能力,培养创新性思维,是培养学生创新能力的有效途径。
自制教具还可以使学生拥有丰富的想象力。
自制教具是一种科学研究自制教具的过程,是一个创新的过程和发明的过程。
发挥自制教具在物理教学中的作用尤为重要:
1、在中学物理课堂的课堂教学中增加自制教具的发展空间。
要领会自制教具学具基本要求,如:
科学性、教育性、安全性、创造性、经济性等;掌握自制教具学具的主要方法,以课外作业形式要求学生就某一实验课题写出自制教具学具的立项报告并课堂上进行讲评、讨论。
2、开放中学物理教学法实验室,提供自制教具学具的条件,通过亲自制作的教具,提升教学质量。
在中学物理教学法实验室中配置电工、钳工、焊接及玻璃加工等方面的工具设备,供自制教具使用。
利用身边物品特别是废弃的物品如:
可乐瓶、易拉罐、泡沫塑料、乒乓球、气球、电子表、气体打火机、电灯泡、注射器等,自制教具,这样的物品具有亲切感,同时不必担心会因为损坏赔偿使自己的探究有心理压力,能提高了物理教学质量。
3、自制教具学具能培养学生动脑思考,动手制作能力,这种能力往往会成为小发明小创造的源泉、某项科技成果的火花,提高学生利用物理知识解决实际问题的能力。
四、指导学生利用家中的物品进行物理探究活动的过程中,必须注意以下几点:
1、物理探究活动不能忽略物理理论的教学,忽视专门仪器的实验探究过程。
家庭的条件是探究活动的一种形式,是专门实验活动的补充,只能进行一些定性的探究,有些定量的探究还必须借助于专门的实验仪器,系统地学习理论和专门仪器的实验探究往往能为我们的实践提供保证。
2、物理探究活动培养过程,在注意发散性思维培养的同时要注意在某一项的探究中的专一性,如在自行车的探究中,有些同学会考虑到制造自行车的车架的材料对安全的影响,甚至考虑到车座下的弹簧对安全的影响,这些想法是对的,而且很好,但我们目前考虑的是自行车与摩擦的话题,教师应适时地指导学生,在一定的范围内去研究,这样会使学生在研究某一个课题是有所收获。
3、物理探究活动过程中还应注意评价体系的建立,注意对探究结果的应用,让实践来检验探究结果的正确性。
物理学是以实验为基础的科学,加强物理实验教学是提高物理教学效果的有效途径。
在教学过程中,教师要引导学生使用我们家中的物品进行各种物理实验和探究活动,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
实践篇
家中的光学实验
一、光源和颜色:
1、研究光源的颜色:
(1)可以在煤气灶的火焰中撒上一些食盐等物质来观察;
(2)彩色灯泡的颜色:
仔细观察彩色灯泡的,它是将普通白炽灯的玻璃泡涂上透明颜料做成的或用有色玻璃制成玻璃泡,让白光通过玻璃后得到与其颜色相同的色光制成的;
(3)led灯泡的颜色则是由红、黄、绿、蓝、白等颜色中一种或多种做成的,各种颜色的混合又可以组成多种颜色。
2、研究光的色散:
(1)利用脸盆和玻璃镜子:
在盆子里装满水,将镜子斜插在水中,将反射光线射到墙壁上观察反射光线的变化。
(2)利用厨房中洗洁精制造的泡沫吹肥皂泡,在太阳底下可以看出五颜六色的颜色,这些颜色都是太阳光经过色散后形成的。
(3)在塑料保鲜袋中装上水,并将其平放在太阳底下,在边缘处也可以看到太阳光色散后的彩色光带。
(4)背对着太阳,在嘴里含一口水,迅速向上喷出,你可以发现在有雾的地方会出现白光经过色散后的彩色光带。
3、研究颜料的混合:
将不同颜色的水果用菜刀切成碎末后混合,或将不同颜色的调料各取少许混合,你可以得到惊喜!
用不同颜色的水彩笔和广告颜料的混合也可以研究颜料的混合规律。
4、透明物体与不透明物体的颜色:
将led手电的白光或白炽灯的灯光透过不同颜色的透明塑料袋或薄膜,观察射到白墙上的光线,也会让你兴奋。
如果将光射到有颜色的物体上也会发现颜色的秘密。
5、探究光的三原色:
(1)在投影仪胶片上用水彩笔按照120°的圆心角画上红、绿、蓝三种颜色,剪成与手电筒前面透明板一样大小的圆,将其放在三珠led手电筒的前面,使三种颜色分别对着三只led灯珠;
(2)打开手电筒,当手电靠近光屏或白墙时,在墙上有三种颜色的光形成的光斑;
(3)逐渐将手电筒远离光屏,在两种颜色的交界处可以看到两种色光混合后的颜色,在三种颜色的中央可以看到由红、绿、蓝三种颜色混合的白光。
二、光的传播:
1、探究光的传播:
(1)在空饮料瓶中放入一点烟,用激光器发出的光穿过烟雾,可以显示光在空气中传播的路线是一条直线;
(2)如果在饮料瓶中放入水,并在水中加入一点牛奶或灰尘,用激光器发出一束光射过瓶中的水,可以清晰看到光在水中也是沿着直线传播的;同时还可以看到光从空气斜射入水中时发生的折射现象;
(3)将激光器发出的激光通过棒冰果冻等固体,可以发现光在固体中的传播情况。
2、研究小孔成像的规律:
在废旧的罐头盒底用铁钉开一些小孔(当然,开孔数量,孔的大小由你自己去控制,不同的开孔会让你有不同的研究),再用一只比开孔罐头盒略大的纸筒并在一端底蒙上临摹用的半透明纸,套在罐头盒上,这样就做成一只简单的小孔成像实验仪,配合蜡烛(白炽灯/led手电筒)可以来研究下列小孔成像的规律:
(1)看像的性质:
可以发现小孔所成的像是倒立的(实)像;
(2)保持小孔与蜡烛的距离不变,改变小孔与光屏的距离,观察光屏上像的大小的变化:
可以发现,小孔与光屏的距离越大,像越大;
(3)保持小孔与光屏的距离不变,改变蜡烛与小孔的距离,看像的大小的变化:
可以发现,蜡烛与小孔的距离越大,像越小;
(4)改变孔的大小或孔的形状,观看光屏上成像的情况:
可以发现,只要孔比较小,无论形状如何,都能成像;如果空较大,即使是圆孔,只能在光屏上得到一个光斑;
(5)在盒底多开几个小孔,观看光屏上成像的情况:
屏上会有许多像。
3、探究平面镜成像的规律:
利用玻璃板,两只相同的小碗(两支一样长的蜡烛/两节一样的干电池)和直尺研究平面镜成像的规律;
4、探究凸面镜和凹面镜的特点:
利用家中的光洁的不锈钢厨具(如汤匙、锅、勺子等)观察自己的脸来研究凸面镜与凹面镜成像的情况;对着太阳光还可以研究它们对光线的会聚和发散情况;形状不规则的厨具还会给你一种哈哈镜的感觉。
用光洁的不锈钢板也可以做成一个哈哈镜,这都是由于球面镜的成像形成的。
三、透镜:
1、探究透镜对光线的作用和成像的规律:
(1)厨房中的透镜有很多,可以用透明的瓶子里装满水来制作柱面凸透镜,可以将透明的瓶子底取下来经过打磨后作凸透镜,或在透明的塑料袋中装满水来代替凸透镜,也可以将水放在圆底的不锈钢的碗中在冰箱中结冰的方式制作凸透镜或凹透镜等,有了凸透镜,大家就能去研究透镜的规律了。
(2)老人用的老化眼镜(远视眼镜)就是一只凸透镜,而我们不少同学戴的近视眼镜就是凹透镜,利用它们可以研究透镜的规律。
2、装满水的饮料瓶的特性:
(1)将装满水的圆形饮料瓶放在太阳下面,在地面上放一张白纸,慢慢移动饮料瓶,观看白纸上的现象,可以发现,当瓶子与白纸远离到一定的距离时,白纸上会出现一条白亮的线,这时的饮料瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用的结果;如果水中有一个气泡,在白纸上有亮线时亮线上会出现一个黑点;此时气泡处又相当于一个凹透镜,对光线有发散作用;
(2)将装满水的饮料瓶站立在书的前面。
透过饮料瓶看书上的字,当饮料瓶较近时可以看到正立左右被放大上下大小不变的字,当字移动时,像的移动方向与字的方向相同;逐渐远离,可以看到左右倒置且被左右放大的字,当字移动时,像的移动方向与字的方向相反;进一步远离,可以看到左右倒置缩小的字,当字移动时,像的移动方向与字的方向相反;而且看到的字只在一个方向发生变化,此时的饮料瓶只是一个柱面透镜;
(3)如果将饮料瓶横着平放在书上,可以看到与实验
(2)一样的现象,不过如果较远字是上下倒立的。
观察盛水的圆形鱼缸中的金鱼你也会有惊人的发现。
饮料瓶中的物理实验
饮料瓶是日常生活中最常见的物品,不同形状的饮料瓶的光学特性不同,不同颜色的饮料瓶剪开后又可当透明塑料板使用,在物理实验中常用来做一些光学实验。
玻璃材质和塑料材质的饮料瓶又有不同的特性,塑料的用手捏会发生形变。
饮料瓶的盖子密封性较好,用剪刀分开的饮料瓶的下部可当容器上部可当漏斗使用,在物理力学,热学,压强与浮力等实验中有不错的表现。
由于它易得,而且价格较低,因而不用担心毁坏实验器材而不敢放手实验,因而物理实验中往往会把饮料瓶作为自制教具的材料。
1、空气柱发声的音调与空气柱长度的关系:
在饮料瓶中装入不同深度的水,用嘴对着瓶口吹,可以发现,水越少,空气柱越长,声音的音调越低,水越多,空气柱越短,音调越高。
往瓶中灌水,水越多,音调越高,证明空气柱越短,音调越高。
2、声音具有能量:
将一大号饮料瓶的底部切掉,在上面蒙上一层橡皮膜,在瓶中充满烟雾,将瓶口对准一支点燃的蜡烛,用手指弹击橡皮膜,从瓶口会喷出一束烟圈,当烟圈碰到烛焰时,烛焰会晃动,适当用力弹击橡皮膜,就可以将烛焰打灭,这是由于弹击橡皮膜发声,声波具有能量,经空气将能量传到烛焰附近使烛焰晃动甚至熄灭。
3、探究汽化和液化的条件:
在两只同样大小的饮料瓶中装入一样多的少量冷水和热水,放在空气中,盖上瓶盖,过一会儿,可以发现瓶颈部会有小液滴出现,而且装有热水的瓶颈部更明显,这是由于热水更容易汽化成水蒸气,使瓶中的水蒸气较多,因而出现在瓶口的小液滴也多;
如果实验中在瓶颈部放上一块冰,液化的效果更明显,这是因为水蒸气遇冷液化的缘故,且液化需要放热,所以加冰更有利于水蒸气液化。
4、探究光在空气和水中的传播:
(1)在空饮料瓶中放入一点烟,用激光器发出的光穿过烟雾,可以显示光在空气中传播的路线是一条直线;
(2)如果在饮料瓶中放入水,并在水中加入一点牛奶或灰尘,用激光器发出一束光射过瓶中的水,可以清晰看到光在水中也是沿着直线传播的;同时还可以看到光从空气斜射入水中时发生的折射现象;
5、装满水的饮料瓶的特性:
(1)将装满水的圆形饮料瓶放在太阳下面,在地面上放一张白纸,慢慢移动饮料瓶,观看白纸上的现象,可以发现,当瓶子与白纸远离到一定的距离时,白纸上会出现一条白亮的线,这时的饮料瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用的结果;如果水中有一个气泡,在白纸上有亮线时亮线上会出现一个黑点;此时气泡处又相当于一个凹透镜,对光线有发散作用;
(2)将装满水的饮料瓶站立在书的前面。
透过饮料瓶看书上的字,当饮料瓶较近时可以看到正立左右被放大上下大小不变的字,当字移动时,像的移动方向与字的方向相同;逐渐远离,可以看到左右倒置且被左右放大的字,当字移动时,像的移动方向与字的方向相反;进一步远离,可以看到左右倒置缩小的字,当字移动时,像的移动方向与字的方向相反;而且看到的字只在一个方向发生变化,此时的饮料瓶只是一个柱面透镜;
(3)如果将饮料瓶横着平放在书上,可以看到与2一样的现象,不过如果较远字是上下倒立的。
6、探究压力的作用效果与压力的大小有关:
(1)将装有一半水的塑料瓶正放在一块软海绵上,观察海绵的凹陷情况;
(2)再将塑料瓶内装满水,重新正放在这块软海绵上,比较这两种情况中塑料瓶对海绵的作用效果。
实验现象及结论:
瓶中装水越多,对海绵的压力越大,海绵的形变越大,说明在受压面积相同的情况下,压力的作用效果跟压力的大小有关。
7、压力的作用效果与受力面积大小有关:
把一装满水的塑料瓶分别正放、倒放在海绵上,观察并比较海绵的凹陷情况。
实验现象及结论:
反放时瓶子对海绵的受力面积小,海绵形变较大,说明在压力大小相同的情况下,压力的作用效果跟受力面积有关。
8、增大和减小压强的方法:
(1)将在装满水的饮料瓶直接放在海绵上,可以发现海绵形变较厉害;在瓶子下面垫上一块很轻的木板,可以发现瓶子下陷的深度变浅。
说明增大受压面积可以减小压力的作用效果。
(2)用不同尖锐程度的物体给饮料瓶钻孔,如钉子、图钉、缝衣针、大头针,发现所用力的大小不同,主要是因为他们与瓶子的受压面积不同。
9、液体对容器壁有压强:
(1)将小饮料瓶的底部用剪刀去掉,在底部绑上气球的橡皮膜,使其不漏水;再在瓶中装满水,观察橡皮膜的形变情况。
(2)在饮料瓶的侧壁开一个孔,将气球膜用橡皮筋绑上,使其不漏水;再在瓶中装满水观察橡皮膜的形变情况。
实验现象及结论:
无论底部还是侧壁的橡皮膜都向外凸出,说明液体对底部和侧壁橡皮膜都有压强,即证明液体对容器的底部和侧壁都有压强。
10、证明液体内部有压强:
方法一:
(1)取一只大的饮料瓶,用剪刀剪去上部,使其成为一只上下一样粗的容器,在其中装适量的水;
(2)再将小饮料瓶的底部用剪刀去掉,在底部绑上气球的橡皮膜;
(3)将小饮料瓶慢慢插入大瓶的水中,观察橡皮膜的形变;
(4)改变小瓶浸入水中的的深度,比较橡皮膜形变的大小;
实验现象及结论:
实验中橡皮膜向小瓶内凹陷,说明液体内部存在压强;橡皮膜形变程度不同,越深橡皮膜内凹越厉害,说明液体不同深度处压强大小不同,最终得出液体压强跟深度有关,深度越大,压强越大;
方法二:
在一只塑料瓶的侧壁上的不同和相同高度的不同方向的地方扎一些小孔,再往瓶内倒水,比较水从孔中喷出的远近及水流的方向。
实验现象及结论:
水喷射的远近不同,越深水喷射得越远,说明液体内部的压强与深度有关,相同深度出的孔中尽管水喷射的方向不同,但水喷射的距离相等,说明液体内部同一深度处向各个方向上均有压强并且向各个方向的压强相等。
11、帕斯卡裂桶实验:
(1)用美工刀在饮料瓶的侧壁划几道口,然后用橡皮筋轻轻勒住瓶子,使其刚好不漏水;
(2)在饮料瓶盖上装一只一次性输液器管并用胶封住口,使其不漏水;
(3)在瓶中和输液管中同时灌满水,慢慢将输液器管抬高,观察饮料瓶壁发生的现象。
实验现象及结论:
瓶壁会有水冒出来,说明随着输液器管被抬高,液体产生的压强也增大了。
12、证明大气压的存在:
(1) 饮料瓶中盛满水,用一硬纸片(或塑片)挡住瓶口后,用手支撑着倒立过来,松手后,所挡的硬纸片掉不下来。
再缓慢地使饮料瓶在竖直面转动360度,硬纸片也掉不下来的,从而形象生动地证明大气压的存在。
(2)将大口的硬质饮料瓶用手挤压使它发生形变,让瓶内的气体被排出一部分后,用一未充足气比瓶口略大的气球把瓶口堵住,松开手,可以发现气球被瓶子吞了进去,这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大,内部压强减小,瓶外的大气压大于瓶内的气压,这样气球就被压进饮料瓶。
(3)拧开塑料饮料瓶的瓶盖后,在瓶中倒入少量热水,随即旋紧瓶口,片刻后,塑料饮料瓶就发生明显的变形,同时有喀喀声音的出现。
这是因为热水冷却后,瓶内气体遇冷收缩,瓶内气压减小,外界大气压把瓶压变形了。
松开瓶盖后,空气进入内外气压平衡,在弹力的作用下,瓶身恢复了原样。
(4)将饮料瓶拧开瓶盖后,用手按入水槽中使瓶中充满水,然后把饮料瓶倒立在水槽中,慢慢提起,直至瓶口不离开水面为止,液面不下降,从而说明大气压强的存在。
(5)如果将一玻璃的饮料瓶中装有饮料,打开盖子,直接用饮料管可以很轻松将瓶中饮料吸入嘴中;如果在瓶上盖上盖子,在盖子上开一个小孔,再将饮料管插入瓶中用橡皮泥封住管与盖子之间的空隙,并将瓶口封严,此时会发现很难将饮料吸出。
这是因为打开盖子,瓶内外气体相通,瓶内气压不会改变,在大气压的作用下,饮料很容易被吸进嘴里,将瓶口封住,此时瓶内压强会随着吸气而减小,外面的压强不变,所以就很难吸进饮料。
(6)用带安全扭的玻璃饮料瓶可以探究真空安全扭的作用:
把热水倒入密封的瓶子里,盖上盖子,冷却下来后瓶盖很难打开,是因为瓶子里的空气遇冷收缩,瓶子里的压强减小,外面的压强不变,大气压将瓶盖压紧在瓶子上,很大的压力使瓶口与盖子之间的摩擦力很大,因而瓶子很难打开;如果用小起子在瓶盖的边缘轻轻拨一下,让空气进去,内外压强差减小,压力也减小,使摩擦力减小,则容易将瓶盖打开。
超市所卖的瓶装食品的瓶盖上都有一个真空安全钮,正常情况下,由于内部气压比较低,使真空安全钮向下凹,用手压不会有响声,
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- 物理 现象 实验