塑料瓶是生活中常见的物品,利用它自制教具和指导学生做一些物理实验,可以拉近物理与生活的联系,使学生感受到科学和社会、生活的关系,也可以培养学生的创造力,更可以保护环境.我自制和收集了一些用塑料瓶自制的教具和设计的实验,以资共享.
一、直接利用塑料瓶可以完成的实验
1．声学:在塑料瓶中放一些小纸屑,敲击塑料瓶,可观察到小纸屑的跳动,而不敲击时小纸屑不跳动.这说明声音是由于物体的振动而产生的.在几只相同的塑料瓶中装上不同深度的水,然后用嘴对着瓶中吹气,会发出音调高低不同的声音,这可以说明音调跟频率的关系.
2．光学:透过盛水塑料瓶,看书本上的字,会字变大了,这是光的折射现象.将适量奶粉放入盛水塑料瓶,拧紧瓶盖,充分摇匀,将激光笔发出的光透过瓶底,对着瓶盖照射,会看到光沿直线传播的光柱,效果明显.将手电筒卧于桌面,将纸盒放在手电筒前,位置以水平方向上刚好看不到手电筒的光束为宜,将圆形塑料瓶盛满水,横放着紧挨纸盒且稍高于纸盒,可见到手电筒的光束,这可以说明日出的原理.圆形的塑料瓶盛满水还可以当凸透镜.
3．电学:摩擦起电和塑料不导电都可以用塑料瓶来完成.
4．力学:捏瓶子、扔瓶子、接瓶子等可以说明力的作用效果、力的三要素.将塑料瓶盛水放在一张纸上,迅速抽动纸而瓶子不动可以说明惯性.用线系着塑料瓶是一个重垂线.手竖握瓶子而不掉是有静摩擦力,将塑料瓶横放在水平桌面上,拖动和滚动时力不同是滑动摩擦与滚动摩擦的区别,拖动空瓶比满瓶水的力小是压力越小摩擦力越小.将空塑料瓶逐渐浸入水中可以体会到浮力的大小与排开的水有关以及与物体在水中的深度无关.相同的塑料瓶装满水和装满酒精时质量不相同是因为密度不同.将空瓶子和装满水的瓶子正放在海绵上,再将装满水的瓶子倒放在海绵上,观察海绵的凹陷情况可以探究压力的作用效果与压力和受力面积有关.将塑料瓶捏变形,再用瓶盖盖紧,瓶子不恢复原状;塑料瓶盛满水,用硬纸片盖住瓶口,然后瓶口朝下,硬纸片能托住水;将少量热水灌入塑料瓶再摇晃几下,迅速拧紧瓶盖,用冷水冲瓶子,塑料瓶被压瘪;将气球放进一个塑料瓶,并用气球口向外包住瓶口,这时气球不容易被吹大.这些实验能说明大气压的存在.将塑料瓶装入适量的沙子,拧紧盖,放入水中,瓶可竖直下沉;调节装沙量的多少,可使瓶在水中竖直地漂浮或悬浮,从而可以探究物体的沉浮条件.
直接利用塑料瓶还可以做许多实验,这里不再列举.如果将塑料瓶加以改进,则可以完成更多的实验,同时也可以更好的激发学生的创造力.
二、对塑料瓶加以简单改进可完成的实验
1．在塑料瓶上钻孔:①在塑料瓶的侧壁上的不同高度的地方钻几个小孔,再往瓶内倒水,比较水从孔中喷出的远近,可以得出液体压强跟深度有关,深度越大,压强越大.②在塑料瓶靠近底部的地方用缝衣针钻两个相距5毫米左右的小孔,小心地灌入清水,注意瓶外不要沾有水滴,可以看到从两孔中射出两股独立的细流.一旦用手指捋一下两个小孔,两股细流就合二为一了,这是因为水分子间有引力的作用.如果继续灌入浓度较高的肥皂水,不一会儿合二为一的两股细流又会一分为二.③在塑料瓶上随意钻几个小孔,装满水后用瓶盖盖紧,这时水不流出,如果旋开瓶盖,则水会喷出,有出人意料的效果.如果用手捂住这几个孔后将瓶子浸入水中,瓶中不会有水;如果不捂住浸入水中,一会儿后瓶子中就装满了水,这些实验可说明大气压的存在.
2．在瓶盖中插入一长度适中的玻璃管,用凡士林封住使不漏气:①在玻璃管上标上刻度,小心地吹入一段红墨水,再将此瓶盖盖紧塑料瓶,一个温度计就制作好了.②塑料瓶中盛大半瓶水,加少许红墨水,用此瓶盖盖紧,再向瓶中吹气,使水沿玻璃管上升到瓶口以上,在不同高度的地方可以观察到大气压随高度而变化的情景.③用此瓶盖盖紧塑料瓶,将它倒放着固定在铁架台上,玻璃管浸入装有红色液体的烧杯中,再在塑料瓶底平铺一层脱脂棉花,滴上少许乙醚,可以看到红色液体沿玻璃管上升,这可以说明液体汽化吸热和大气压的存在.④将两个塑料瓶去底,用此瓶盖盖紧瓶口,玻璃管用乳胶管相连,向塑料瓶中加水,一个连通器就做好了.⑤在容积较大的塑料瓶底钻一个直径3毫米的小孔,盛满水后用此瓶盖盖紧,玻璃管要插入水中一定深度,这时从小孔流出的水的流速是恒定的.⑥用瓶盖盖紧塑料瓶,玻璃管连接一段乳胶管,塑料瓶上钻几个小孔,在瓶身上缠几圈铁丝,使塑料瓶能在水中平衡,一个潜艇的模型就做好了.吸走空气,潜艇沉入水中,向瓶中吹气,潜艇浮出水面.如果将它与一重物绑在一起沉入水中,向瓶中吹气,可以模拟“浮筒法”打捞沉船.
3．将塑料瓶的底部剪去:①在剪掉的地方蒙上一层橡皮膜,将其压入水中,橡皮膜发生凹陷,而且在水中越深凹陷程度越大,说明液体内部存在压强,而且深度越大压强越大.②将瓶口朝下,把乒乓球放在瓶颈处,从上面倒水.
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