利用生活中的小物品演绎精彩物理实验(职称)
利用生活中的小物品演绎精彩物理实验
增城市第一中学物理科组  陈桥东
摘要: 生动且直观的实验演示能极大的激发学生学习物理兴趣，日常生活中的小物品也可以来完成一些物理实验，使学生感受深刻，能极大提高教学效果和效率。
关键词：生活中的小物品；物理实验
在我国中等教育迅速发展的情况下，义务教育制的贯彻实行，实验器材的供不应求的情况和学校实验器材短缺的情况不是短期可以解决的。为此，高中物理教学中必须大力提倡自制教具，特别是花钱少的简易教具，而日常生活中的小物品便可以用来完成一些物理实验。这些简单、易的小物品，同学们都很常见，取材非常方便，实验时学生乐于参与。因此实验能很好的提高学生学习兴趣，既能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象，启发学生的思维，使学生能更好地认识客观规律，发展能力；也能营造轻松愉快的课堂气氛，从而激发学生的求知欲，提高课堂教学效率。
一、气球在教学中的应用
1、用一个气球来说明“反冲运动”
结构复杂、操作繁琐的实验，往往会分散学生的注意力。只要演示实验的科学性强，现象明显，越简单越好。比如“反冲运动”实验我们便可以利用一个气球来完成。准备一个气球，用嘴往里吹气，如图所示，到一定程度时气体就把气球放开开，空气从气球喷出，同时气球就会向相反方向运动。这个实验，简单明了，材料易得，携带方便，安全可靠，学生都可以参与，可以很好调动学生的兴趣，取得很好的教学效果。
    2、用一个电工证怎么考气球演示静电的实验
静电摸不着，看不见，怎样让学生来体会？可以准备一个气球、一些细碎的纸屑，将气球靠近纸屑时，纸屑没有任何反应。然后拿气球在毛衣上摩擦十几次后，再靠近纸屑。奇迹发生了，纸屑被吸了起来，甚至能在表面跳起舞来。将废旧塑料瓶装满自来水，在塑料瓶下面钻一个小孔，使它流出细长的水线，用摩擦过的气球靠近水线，水线会绕着气球弯曲
成一条弧形。由于被毛衣摩擦过的气球会带上静电，当它接触纸屑时，纸屑就会被静电吸引。水线也是因为这个原因被弯曲的，学生很快明白静电之间是有力的。
3、用两个气球来说明演示弹力的方向
加力的气球
未加力的气球
B
A
B
A
牡丹的诗词高一学生对于支持力和压力是谁发生形变产生的老是搞不清，主要是我们平时看到物体发生的形变比较小。为了形象演示弹力的方向，可两个气球来演示。如下图，左边的气球是没加压力的图，右边的是加压力的图，A球要恢复原形会对B球产生弹力的作用，反之B球要恢复原形会对A球产生弹力的作用。通过观察实验才能使学生真正地领会弹力的方向，印象一定深刻。现象越直观，越有利于学生利用直觉思维，进行有效学习。
二、变废为宝——塑料瓶在教学中的应用
1、用一个塑料瓶和水显示平抛的轨迹
废旧塑料瓶在我们生活中很常见，塑料瓶由于其具有安全性强、气密性强且透明易观察等特点，就是一种很好的实验材料。显示平抛的轨迹，我们可以用到它。如下图所示，在塑料瓶下面钻一个小孔，并将吸管水平插入小孔，将废旧塑料瓶装满自来水再用手让它处于水平状态，用嘴从塑料瓶口向瓶内吹气，利用气压将清水从小孔流出，改变吹气压力的大小就可以改变水柱流出的速度，因此，可以演示在同一高度不同初速度条件下的平抛运动的轨迹、不同初速度条件下的水平飞行距离。此实验学生都可以参与，可以很好调动学生的兴趣，取得很好的教学效果。
  2、用一个塑料瓶和水显示完全失重现象
要显示完全失重我们也可以用到它。在废旧塑料瓶下面钻一个小孔，将废旧塑料瓶装满自来水再用手让它处于水平状态，此时在水的压力的作用下有水流出，将水瓶自由落下，水瓶的水不在流出。说明水没受到压力，处于完全失重状态。也可以将水瓶抛向空中，水瓶的水不在流出，说明水没受到压力，处于完全失重状态。此实验简单，材料非常易得，学生都可以亲自参与。
  3、用一个塑料瓶和乒乓球显示竖直方向物体做圆周运动的条件
理解竖直方向物体做圆周运动的条件是学生学习的一个难点。特别是在最高点的受力与运动情况的关系，很多学生理不清，但是这种受力问题情景在考题中经常出现，怎样做才能让学生容易理解？我们用一个塑料瓶和乒乓球做一个小实验，学生很快能理解。用一个废旧矿泉水瓶，截取瓶底部5厘米高，瓶底用剪刀剪得只剩0.5厘米的塑料连接，如下图所示，再用火烧过的铁丝在瓶底两边分别钻两个小孔，最后用30厘米铁丝与瓶两边固定，如下图所示。将乒乓球放入瓶中，用食指穿过铁丝后部的小圆环，转动铁丝，使瓶在竖直方向做圆周运动。在最高点的速度小于时，合力大于乒乓球所需的向心力乒乓球会掉下来；当瓶的速度增大到一定时候，合力小于乒乓球所需的向心力，乒乓球会从瓶底飞出。这个实验对学生理解物体做圆周运动的条件非常有帮助。
4、用一个塑料瓶和水显示内能的变化
一定质量的气体对外做功，其内能会发生变化，用一个废旧矿泉水瓶可以来演示。先将瓶装点水并把盖旋紧，待里面水蒸汽饱和，然后用一只手用力捏住矿泉水瓶的中间，另一只手轻轻拨动瓶盖，只听见“砰”的一声，瓶盖被瓶中的气体从吹出好几米远，瓶口处还飘出几缕白雾，学生对这个实验非常感兴趣，趁学生情绪高涨之际，再抛出一个问题串，引导学生分析这一实验的原理:(1)挤压瓶体，瓶内气压怎样变化？(2)谁把瓶盖推了出去？(3)瓶内气体对瓶盖做什么功？(4)瓶内气体对外做功，其内能怎样变化？(5)瓶口为什么会有白雾出现？这个实验气体对外做功，将内能转化为机械能。
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5、用一个塑料瓶和水显示瓶加速时气泡的的运动方向
广东版物理必修一有这样一个题目：一个水平放置的玻璃瓶内装有水，其中有一气泡。当玻璃瓶从静止状态突然向右运动时，小气泡在瓶内将向哪个方向运动？很多学生都认为是小气泡向左运动。因为平时我们坐在车上，当汽车突然向前加速时，人会往后仰，于是得出前面的结论，他们犯了定势思维的错误。正确的答案是小气泡向右运动。取与气体同体积同横截面的水比较，在底部压强一样的情况下，推力的大小是一样的，但由于水的质量大，由牛顿第二定律知，气体的质量小，加速度大，所以气体向右运动，如下图所示。然
后再用实验实际演示，学生也可以亲自参与，学生顿时醒悟，问题迎刃而解，教学效果非常好。
三、其它物品在教学中的应用
1、用圆珠笔杆套、纸、细绳体验向心力
让学生体验向心力如果用小钢珠，转起来动能比较大，不小心甩出去可能把玻璃打烂，打到人也会造成一定伤害。如下图所示，把废纸柔成一个小纸球来代替小钢珠，细线系着小纸球，并穿过圆珠笔杆套，摇动圆珠笔杆套使小纸球在水平面上做匀速圆周运动。目的是让学生体验绳对手的拉力在不同情况下的感觉，从而引入向心力概念。这样的引入不错，材料在身边，每个学生也都能做到。
2、用牙签、饮料吸管验证动量定量
我们可以在教学中加入其它的小实验，来提高同学们对知识的掌握程度。比如，为了让同学们对冲量定理有更直观的了解，我们可以做下面这个实验：如下图，几根塑料吸管，取一根牙签（若两端均为尖端，则切去尖端），将牙签放入管中，用嘴对准管口吹气，牙
签将从吸管的另一端飞出。该实验令人感兴趣的是吸管越长则牙签飞得越远。原因是吹气所用的力为一定时，管越长，则牙签的受力作用时间越长。由Ft=△p可知，牙签的动量变化越大，牙签飞出时的速度也越大，飞得也越远。事实上，这与长比短射程远的原因是相同的。该实验可在上动量定量这一课时演示。若吸管不够长，可将2～3根吸管接成较长的管子，接的方法是剪一段约2cm长的吸管，将其剖开包在接头处，再用胶带缠几圈便可。
牙签、饮料吸管
3孙杨400、微型小风扇助纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路与非纯电阻电路是学生学习的一个难点，难以搞清其区别，我们可以用下列实验来说明。电路图如下图，小风扇正常工作时属于非纯电阻电路。接通电路，测得的电流较小，如下图所示；当卡住小风扇的电机时的电流电流较
大，如上图所示。该实验现象的解释是：小风扇正常工作时属于非纯电阻电路，电功与电热的关系是W1>Q1,即UI1t>I12(R+r)t,故U>I1服务理念口号(R+r),I1<U/(R+r).当转子不转时，电路属于纯电阻电路，电功与电热的关系是W2=Q2即UI2t=I22(R+r)t故U=I2(R+r),I2=U/(R+r).可见I1<I2.。非纯电阻电路是焦耳定律一课中的难点，通过实验观察分析，能使学生辨清纯电阻电路与非纯电阻电路，加深对纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化关系的理解，并能清楚地得出欧姆定律不能简单地用于非纯电阻电路。该实验演示现象极为明显，可见度大，且装置制作简单。
    诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授说过：“自然科学不能离开实验的基础。特别，物理学是从实验中产生的。”物理概念的建立与物理规律的发现，都是以实验事实为依据。实验法是物理学的重要研究方法。教师加强对物理实验的研究，平时多留心生活中的小物品，学会多用生活中的小物品做实验，在中学的物理课堂中适当地将经济类专业生活中的小物品与课堂教学
结合起来。这既能使学生在轻松、愉悦的心情中获得物理知识，又能提高学生观察能力和学生的参与性，同时也节约了教育经费，提高了教学效率。

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