矿泉水瓶在初中物理实验中的妙用

发表时间：2019-11-11T14:27:54.500Z 来源：《教育学文摘》2019年12月总第323期作者：吴厚新[导读] 利用矿泉水瓶制作简单仪器，展示初中物理中有关力学、热学、光学中的实验。

山东省东平县新湖镇中学271507

一、创新实验名称

矿泉水瓶在初中物理实验中的妙用。

二、创新实验目的

利用矿泉水瓶制作简单仪器，展示初中物理中有关力学、热学、光学中的实验。

三、实验仪器及用品

弹簧测力计；矿泉水瓶、细线、海绵、乒乓球、胶带、水、蚊香、激光手电筒、沙子。

四、实验方法步骤说明

1.力学实验。（1）固体压强实验：用瓶子装不同的水改变压力分别倒放在细沙上和装满水分别正立、倒立改变受力面积放到细沙上观察陷进去的深浅不同。探究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。（2）液体压强实验：用图钉在瓶身沿竖直方向每隔2-3厘米依此扎三个洞，然后装满水，观察水从这三个洞中流出的情况，比较三个洞中流出水射程的远近让同学们知道液体的压强与深度有关。（3）大气压强实验：用图钉在瓶身（靠近瓶底或在瓶底）扎一个洞（开始不让同学们知道），然后装满纯净水，盖紧盖子，水不会流出，然后我假装口渴，旋开盖子喝水，此时同学发现瓶子漏水了（我假装不知）。我赶忙盖上盖子，瓶子又不漏了。这样一来，同学们就兴趣来了，想知道是什么原因，从而引出大气压强的存在。（4）流体压强与流速的关系：把瓶子的颈部剪下，做成一漏斗，一手把乒乓球放入“漏斗”中的顶部，另一只手捉住瓶口，用嘴使劲向下吹气，同时放开拿乒乓球的手，发现乒乓球没有掉下去，引出流体压强与流速的关系。这个小实验可以要求每个同学都动手做一下，亲身体验流体压强与流速的关系。（5）浮力产生的原因：把瓶底剪去，瓶口朝下，把乒乓球放入按到颈部不放手，然后往瓶中装水约2/3深，再放手，发现乒乓球没有浮起来。如果用盖子往上旋进去，发现乒乓球会浮起来，再引导启发同学们分析其中的原因，得出浮力产生的原因。（6）重力势能的大小与质量和高度的关系：学习重力势能可能与哪些因素有关时，我先用一个空瓶子放到一个同学的手的上空（不能太高），放手后瓶子掉到这个同学手上，其次把瓶子装适量的水重复前面的动作，再次把瓶子举高一点放下，让这个同学说说前后三次的手的感觉，领会到重力势能的大小与质量和高度的关系。

2.声学实验。（1）两个瓶子，一根细线，制成土电话。（固体可以传声）（2）装不同高的水，用嘴沿瓶口向里吹，感受音调的高低。

3.热学实验。（1）把装满水的瓶子放进冰箱的冷冻室，过2-3小时，待水结成冰后体积膨胀会把瓶子撑得变形，感受冰的密度比水小及物体热膨的威力和可能造成的危害。（2）探究雾和霜形成条件的不同：把两个一样的瓶子分别放进冰箱的冷藏室和冷冻室10-15分钟后取出，放到桌子上，会看到从冷藏室中拿出的瓶子上出现小水珠，而从冷冻室拿出的瓶子上出现了霜。让同学们知道露水和霜是因为当时的环境温度高低不同造成的，露和雾形成在约0℃以上，霜形成要在0℃以下。同时过5-10分钟，霜开始升华，再过10-15分钟，霜开始熔化变成水。

4.光学实验。（1）身边的凸透镜：装满水，把手指贴在瓶身上，透过瓶从另一侧观察手指，可以看到放大的指纹，水和瓶组成凸透镜，让同学们知道不能随便丢矿泉水瓶，因为这样做除污染环境外，装有水的矿泉水瓶是一个凸透镜，会把太阳光汇聚到一点，从而点燃枯草树叶引起火灾。（2）装半瓶水（用“娃哈哈”纯净水瓶效果更好），向瓶内吹适量的烟雾，并用盖子盖紧。然后用激光斜照射既可以看到光的直线传播和光的折射现象，还可看到光的反射现象。（做得好的话，通过该实验，使同学们亲眼看到光的折射和光的反射现象的同时存在，并可研究入射角、反射角和折射角的变化规律）

5.课外小制作。（1）制作“‘水’火箭”：先把一个软木塞钻一个孔，把自行车轮胎上用来打气的那个部件连带气门芯一起套进软木塞，然后，往瓶中装少量水，再用组装好的软木塞塞紧瓶口（如漏气，可用“强力胶”封闭），就制好了“‘水’火箭”。演示时，用铁架台使瓶口朝下架好，再用打气筒往里打气，直到塞子被冲开，“‘水’火箭”向上冲，可看到有水向下喷出，气温低、效果好的话，也可明显看到塞子冲开时，瓶口有“白雾”。如不装水，瓶内也会有小水珠。不仅让同学们复习“物体对外做功，内能减少”和“温度降低，水蒸汽液化”的知识，还可以提高学习物理的兴趣和训练动手制作的能力。（2）制作简单“气压计”：用瓶子装水，装满瓶身为止，在瓶盖上钻一个小孔，插入一根吸管，周围用“强力胶”封好，再把吸管插入瓶内水中并把盖子盖紧瓶口，然后往瓶中吹气，使吸管中的水上升到超过瓶盖2-3厘米即可，就制成了“气压计”。每天观察吸管中的水的高度变化就可以比较气压的变化。

五、实验创新点及其意义

1.创新点：（1）就地取材；（2）操作简便；（3）效果直观；（4）安全有趣。

2.意义：在物理实验教学中，巧妙地运用学生身边的一些学习、生活用品甚至自己的身体等进行实验，除了可以弥补实验器材的不足，还可以比“正规实验”更富有亲切感，更贴近学生的生活实际，从而激发学生的学习兴趣，唤起学生的学习动机，深刻理解所学的知识。这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维、培养学生的实践能力、调动学生的创新意识，也能为学生今后进一步开展创新实验提供物质保障。