小小飲料瓶 課堂大應用

孫成霞

目前,農村中學辦學經費緊張,教學實驗工具殘缺不全.對此,我們教師應著力于激發學生的創造能力和探究精神,變廢為寶,利用生活物品自制實驗器材,這樣既能培養學生的節約精神,又能培養學生的動手動腦能力.下面筆者談幾點飲料瓶在物理學中的應用.

一、在聲學中的應用

1.演示聲音的產生和傳播

將兩個飲料瓶都剪去底部,保留喇叭狀的兩半,用細線系在瓶口的瓶蓋上,再用細繩的中間部分系住一把鋼勺.將兩個喇叭口罩住兩只耳朵并貼緊耳根,用鋼勺去撞擊桌子等物品時,你能聽到什么?繼續讓一個學生手提著細線并用鋼勺碰撞課桌,再談談手上的感受.

2.做成聽診器

剪下飲料瓶上半部并在瓶蓋上打孔后插入一段塑料軟管后,將做好的漏斗部分靠近胸部,軟管另一端靠近右耳.移動漏斗的位置,只要仔細聽聽,就可以找到心跳最強的位置處于胸部左側.

3.研究聲音的特征——音調

收集幾個相同的大飲料瓶,向瓶內倒入不同高度的水,用筷子敲擊瓶子,瓶子會發出不同的聲音.仔細調節水量,可使各瓶發出不同的音調.

二、在壓強中的應用

1.固體壓強:把盛有等量水的飲料瓶作為重物分別正放和倒放在海綿上,觀察壓力的作用效果與受力面積的關系.再把盛有不等量水的飲料瓶同時倒放在同一塊海綿上,觀察壓力的作用效果與壓力大小的關系.

2.液體壓強:把飲料瓶兩端去掉,一側挖孔.再分別蒙上薄膜倒入水,觀察液體對容器底部和側壁的壓強.或在飲料瓶的側壁不同的深度處挖幾個孔,不蒙膜且倒滿水,觀察水從小孔射出的遠近,探究液體內部壓強與深度的關系.

3.大氣壓強:方法a:擰開塑料飲料瓶的瓶蓋后,向塑料飲料瓶中倒少量的熱水,晃動幾下后倒出,隨即旋緊瓶口,稍冷卻后,塑料飲料瓶就發生明顯的變形,同時有“喀喀”的聲音出現.這是瓶內氣體體積膨脹又溢出,封口冷卻后,瓶內氣壓減小,外界大氣壓把瓶壓變形了.松開瓶蓋后,空氣進入內外氣壓平衡,在彈力的作用下,瓶身恢復了原樣.

方法b:飲料瓶中盛滿水,用一硬紙片(或塑片)擋住瓶口后,用手支撐著倒立過來,松手后,所擋的硬紙片掉不下來.再緩慢地使飲料瓶在豎直面轉動360度,硬紙片還掉不下來的,從而形象生動地證明大氣壓的存在.

方法c:將飲料瓶用手擠壓使它發生形變,讓瓶內的氣體被排出一部分后,把瓶口與自己的臉(或吹起的玩具氣球上)上相接觸,松手后,飲料瓶子就被“沾”在臉上了.這是飲料瓶瓶身的向外彈力作用下體積增大,內部壓強減小,瓶外的大氣壓使飲料瓶“壓”在人臉(或吹起的玩具氣球上)上了.

方法d:將飲料瓶擰開瓶蓋后,用手按入水槽中使瓶中充滿水,然后把飲料瓶倒立在水槽中,慢慢提起,直至瓶口不離開水面為止,液面不下降(并與托里拆利實驗對比,使學生感悟出,當時托里拆利實驗為什么用水銀做實驗),從而說明大氣壓強的存在.

三、在光學中的應用

在一個比較粗一些的飲料瓶中充滿香煙(或是衛生香)的煙霧,擰緊瓶蓋,制成了顯示光路器(能多個班級重復使用).用激光筆從瓶底照向瓶口,能清晰地顯示光在同一種物質中沿直線傳播.若將瓶底放在平面鏡上,用激光筆從側面照向瓶底的平面鏡照射時,會清晰地觀察到入射光線和反射光線,給學生留下深刻的反射現象的表象.若一半是盛有未澄清的石灰水,一半是煙霧時,從側面向石灰水面照射時,會清晰地觀察到光的入射光線和折射光線.

四、在力學中的應用

對飲料瓶施加力的作用,觀察力的作用效果使物體發生形變.用飲料瓶和小玻璃瓶制成浮沉子,演示物體在液體中的浮沉條件.把飲料瓶截去底端倒放,擰去蓋子,在瓶口處放一乒乓球,然后再往瓶中倒水,觀察乒乓球是否上浮?探究浮力產生的原因.把空的飲料瓶蓋子擰緊,用力擰瓶的底部,到一定程度,瓶蓋脫口而出,證明氣體對物體做功,內能減少.

五、在熱學中的應用

擰開瓶蓋,用匙加入少些固態碘,擰緊瓶蓋后,豎起將含有碘的瓶底,放入燒杯中的沸水里,就會觀察到紫色的碘蒸氣從瓶底上升,到瓶子的上部后重新凝華成閃閃發光的碘晶體.此時搖動飲料瓶時看到瓶底的碘仍然是固體,這比用燒瓶在酒精燈上加熱出現液態碘的可操作性更強.

六、在微觀世界里的應用

將空飲料瓶的瓶蓋擰緊后,用手握住用力擠壓,觀察到瓶子發生的形變,體積減小,說明氣體分子之間有間隔.將飲料瓶中盛滿水,再擰緊瓶蓋后,也用手握住使勁擠壓,會觀察到瓶子發生很小的形變,體積也減小,說明液體分子之間也有間隔.通過兩次擠壓后觀察到形變的程度不同,說明了氣體分子之間比液體分子之間間隔大.

通過以上幾例,我們可以看到低成本實驗的真正魅力所在,那就是成本低智慧不低,成本低價值不低,這也是開發高智慧、高教育價值的重要研究課題.

(責任編輯:黃春香)