物理实验：饮料瓶在物理实验中的妙用(2)

　　五、力学实验

　　1.演示空气有质量

　　空气有质量的直观表象是理解大气压强的关键，在新教材中没有编排这一实验，学生觉察不到大气有质量，因此，我们增加了该实验，把自行车内袋上具有单向导气的气门芯，固定在瓶的盖上，做成“多功能瓶”，天平调平后，将“多功能瓶”放在天平左盘上，右盘加砝码使天平平衡;然后用打气筒往“多功能瓶”中充8～9次后，再放在天平左盘上，发现左盘迅速下降，要使用天平再平衡，需要往右盘加1g多的砝码，这表明空气有质量。

　　2.演示力的作用效果与力的三要素

　　双手挤压塑料瓶，可以使瓶发生不同程度的凹陷变形，说明力可以使物体发生形变。如果施加的力越大，瓶子的形变程度也就越大，表明力的作用效果跟力的大小有关。用手推装满水的塑料瓶使其运动，说明力可以改变物体的运动状态。推力方向不同，塑料瓶运动的方向也不同，说明力的作用效果跟力的方向有关。将装满水的塑料瓶竖立在桌面上，用手指推瓶盖与瓶身，发现推瓶盖时瓶子更容易倾倒，说明力的作用效果跟力的作用点有关。

　　3.演示物体的惯性

　　用手将一塑料瓶扔出，离开手后瓶仍然继续朝前运动，说明物体具有惯性。将矿泉水瓶放倒在水平桌面上，向它的侧面吹气，它会很容易被吹的滚动起来。当将瓶中装满水再用同样的力吹它时，它却不容易被吹动。当用同样的力使它们滚动起来时，装满水的瓶子滚动的较远。这些现象说明：质量大的物体不容易改变运动状态，即质量大的物体惯性大。

　　4.探究压力的作用效果

　　将装有一半水的塑料瓶竖放在一块软海绵上，观察海绵的凹陷情况;再将塑料瓶内装满水，重新竖放在这块软海绵上，比较这两种情况中塑料瓶对海绵的作用效果，从而得出压力的作用效果跟压力的大小有关。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，表明压力的作用效果跟受力面积有关。

　　5.探究液体压强

　　在一塑料瓶的瓶口包上一橡皮膜，将其瓶口压入水中，橡皮膜发生凹陷，说明液体内部存在压强。在塑料瓶的侧壁上的不同高度的地方扎三个小孔，再往瓶内倒水，比较水从孔中喷出的远近，最终得出液体压强跟深度有关，深度越大，压强越大。

　　6.探究液体压强与流速的关系

　　在塑料瓶中装上适量的水，左手拿着一支吸管竖直插入瓶内水中，右手横拿着另一支吸管，将嘴对着横管的一端用力吹气，观察管内液面和管口的情况，从而得出“流体流动，流速越大的位置，压强越小”的结论。

　　7.演示竖直方向

　　对具有物理意义的“竖直”，学生不能很好的认识，理解起来费力，以至在有些问题中对重力和浮力的方向不能正确把握。

　　如图1、图2所示，A是塑料饮料瓶;B是水;C是用线系好固定在瓶盖上的铁球;D是用细线系好固定在瓶盖上的氢气球。演示时，将组装好的饮料瓶A正立、B倒立时，学生会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向是竖直的方向;若将饮料瓶A、B倾斜时，学生也会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向仍与水平面是垂直的，从而生动形象地表明重力的方向和浮力的方向总是竖直的。

　　8.演示失重和超重

　　将带有三孔的饮料瓶，用手按入水中充满水，拧紧瓶盖后，从水中提出来(水不溢出，是大气压的作用)。然后打开瓶盖，水从小孔射出，将饮料瓶提高位置，松手使饮料瓶自由下落，小孔中没有水射出。当瓶子落至地面前，用手接住，这时水又从小孔射出来。再竖直上抛时，也会观察到水不溢出。再下落时，又会看到没有水从小孔射出。这是因为当自由下落时，水受到的重力全部用作自由落体加速度g，不产生附加压强，完全“失重”了。而竖直上抛时，作减速上升的运动时，负加速度也是重力产生的，也“失重”了。

　　9.演示空气有浮力

　　人类长时间生活在空气中，对空气的浮力适应，感受不到有浮力的存在，有下面的实验，使学生直观体会到空气中的物体有浮力。用打气筒给多功能瓶充气，然后气球套紧在气门芯上，并用线系好。放在天平上使天平平衡，将套在气球内的螺丝帽松动，使气球膨胀，天平左端上升。在左端质量不变的情况下，左端上升是体积大浮力变大的缘故。

　　10.探究浮力产生的原因

　　将塑料瓶的底部剪去，瓶口朝下，把乒乓球放入其中并落在瓶颈处，从上面倒水，直到水满后，乒乓球也不会浮起来，而只有用手从下面堵住瓶口时，乒乓球才会浮起来。从而说明浮力就是液体对浸在其中的物体向上与向下的压力差。

　　11.演示物体的浮沉条件

　　将矿泉水瓶装入适量的沙子，拧紧盖，放入水中，瓶可竖直下沉;通过调节装沙量的多少，可使瓶在水中竖直地漂浮或悬浮。

　　随处可得的塑料瓶能做出如此多的实验，同学们在学习中兴趣一定很浓，其实可用塑料瓶做的实验还很多，例如可以替代烧杯、量筒、漏斗、溢水杯等实验器材，声音与能量、阿基米德原理的演示、潜水艇模型、土电话、喷泉、闭口浮沉子等的实验装置。生活中处处有物理，只要我们善于发现，细心观察，勤于思考，勇于实践，不断引导学生进行探究，充分利用身边可以利用的物品，让学生自己动手制作教具，不仅可以提高学生学习物理的长久兴趣，而且还可以培养学生的动手能力和创新精神，并使学生有意识的将物理知识应用到实践中，解决实际问题，真正体现新课标“从生活走向物理，从物理走向社会的理念。

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