運(yùn)用生活中的常見物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)舉例

摘要: 本文作者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從實(shí)際的生活出發(fā)，選取常用物品實(shí)現(xiàn)了物理教學(xué)中涉及力、聲、光、熱等領(lǐng)域的多個(gè)有趣實(shí)驗(yàn)，為教師和學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)提供了較好的方法。

關(guān)鍵字: 物理實(shí)驗(yàn)生活物品有趣實(shí)驗(yàn)

物理是一門基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，其理論知識(shí)來(lái)源于實(shí)際生活，并通過(guò)理論升華后服務(wù)于生活，因此，在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)課堂有效教學(xué)的必備途徑。教師通過(guò)展示具有科學(xué)性、實(shí)用性、趣味性的物理實(shí)驗(yàn)，可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以幫助他們將抽象的思維具體化，從而深入地理解和掌握理論知識(shí)。但在很多情況下，教師往往由于缺乏實(shí)驗(yàn)器材而無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)，或是由于條件限制而只能進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，因此，教師盡可能從日常生活中選取常見物品進(jìn)行有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，筆者不斷積累經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候生活中隨手可得的物品恰恰是很好的實(shí)驗(yàn)器材，利用這些器材就可以幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)，幫助他們加深對(duì)理論知識(shí)的理解。下面是筆者總結(jié)的利用生活中一些簡(jiǎn)易物品可進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)。

1.氣球

實(shí)驗(yàn)1:利用氣球來(lái)體驗(yàn)彈力。手壓氣球，可以明顯感覺(jué)到氣球由于發(fā)生彈性形變，進(jìn)而對(duì)手產(chǎn)生彈力的作用;進(jìn)一步改變形變程度，還可以得出彈力大小與形變程度的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)2:利用氣球來(lái)認(rèn)識(shí)作用力與反作用力。將充足氣的氣球口打開并在空中釋放，氣球里的氣體會(huì)一下子跑出來(lái)，在氣球變小的同時(shí)，氣球也會(huì)在空氣反作用力的推動(dòng)下在空中運(yùn)動(dòng)。若是制作一個(gè)簡(jiǎn)易的紙質(zhì)小車，在上面固定一個(gè)氣球，那么這個(gè)反作用力還可以推動(dòng)小車向前運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)3:利用氣球來(lái)探究壓強(qiáng)的影響因素。最簡(jiǎn)單的方法就是通過(guò)氣球的形變程度來(lái)感知壓強(qiáng)大小的變化，可以通過(guò)施加力的大小不同，以及施加力的面積不同來(lái)探究壓強(qiáng)與壓力大小和受力面積的關(guān)系。另一個(gè)很形象的辦法就是“氣球托人”的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生常規(guī)的思維一般都是氣球一踩就爆，怎么可能托起人呢?但是壓強(qiáng)不僅和壓力大小有關(guān)，還和受力面積大小有關(guān)。雖然人對(duì)氣球的壓力很大，但是只要增大受力面積，同樣可以減小壓強(qiáng)。所以在實(shí)驗(yàn)中，可以選擇四個(gè)左右大小一致氣球，在氣球上放一塊板，這時(shí)候人就可以輕松地站在氣球上而不至于踩爆氣球了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)很容易激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。

2.紙

實(shí)驗(yàn)1:利用紙來(lái)探究液體沸騰的特點(diǎn)。筆者選取較厚的紙制作成小鍋，然后在其中加入水，把紙制的小鍋放在酒精燈上能將水燒開。紙的著火點(diǎn)是183攝氏度，而酒精燈外焰的溫度約為800攝氏度，但紙鍋卻不會(huì)被燒壞，原因就是紙鍋的溫度不會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)100攝氏度。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在好奇之余了解到液體沸騰時(shí)的重要特點(diǎn)之一就是保持沸點(diǎn)不變。

實(shí)驗(yàn)2:利用紙來(lái)體驗(yàn)靜摩擦力的存在及其特點(diǎn)。將兩本書一頁(yè)一頁(yè)交叉相疊在一起，然后用力向兩邊分別拉兩本書，結(jié)果是無(wú)論用多大的力來(lái)拉都幾乎不能將它們分開。這其中的原因是由于靜摩擦力的存在。

實(shí)驗(yàn)3:利用紙來(lái)探究流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。其中之一的實(shí)驗(yàn)就是取兩張紙，從兩張紙的中間向下方吹氣，與想象結(jié)果不同的是這兩張紙不但沒(méi)有分開，反而會(huì)緊貼在一起。原因就是流體中流速越大的地方，壓強(qiáng)越小。此外，還可以將紙卷成一個(gè)圓紙筒，取兩根1米多長(zhǎng)的細(xì)線在紙卷兩端按同一方向繞在紙卷上，線的末端系在同一高度處，釋放后會(huì)發(fā)現(xiàn)紙卷不是豎直下落，而是會(huì)向某一方向偏轉(zhuǎn)，其原因也是流體壓強(qiáng)與流速的影響。

3.飲料瓶

實(shí)驗(yàn)1:利用飲料瓶來(lái)探究聲音的音調(diào)和頻率的關(guān)系。筆者選取生活中常見的飲料瓶作為實(shí)驗(yàn)器材，盡量選取容積較大的飲料瓶，以便獲取較為明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，往飲料瓶?jī)?nèi)速度均勻地倒入水，注意觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著瓶?jī)?nèi)水量的增加，瓶?jī)?nèi)的聲音越來(lái)越尖細(xì)，即音調(diào)越來(lái)越高。這是因?yàn)檎駝?dòng)的物體是瓶?jī)?nèi)的空氣柱，隨著水量的增加，空氣柱越來(lái)越短，振動(dòng)得越來(lái)越快，頻率則變高。這個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了音調(diào)和頻率之間的關(guān)系，即頻率越高，音調(diào)越高。

實(shí)驗(yàn)2:利用飲料瓶來(lái)探究透明物體的顏色。筆者搜集不同顏色的透明飲料瓶，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，將這些飲料瓶放在太陽(yáng)光下，學(xué)生可以很清楚地發(fā)現(xiàn)透明物體的顏色之謎，如紅色的透明飲料瓶只能透過(guò)紅色光線，而藍(lán)色的透明飲料瓶只能透過(guò)藍(lán)色光線等。這個(gè)實(shí)驗(yàn)清楚地證明，透明物體的顏色由透過(guò)它的色光所決定。

實(shí)驗(yàn)3:利用飲料瓶來(lái)探究凸透鏡的特點(diǎn)。將透明飲料瓶裝水后，飲料瓶本身就變成了一個(gè)凸透鏡，可以用它來(lái)研究凸透鏡的成像特點(diǎn)，如可以用它來(lái)觀察課本的字等。學(xué)生通過(guò)這一簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，可以很快地掌握凸透鏡的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)4:利用飲料瓶來(lái)探究壓強(qiáng)的影響因素。筆者在飲料瓶中裝入適量的水，將其正立在沙盤中，觀察沙子下陷的程度。然后改變瓶中水的質(zhì)量，重復(fù)上述操作，通過(guò)比較沙子下陷程度的不同，從而可以探究壓強(qiáng)與壓力大小的關(guān)系。若控制水量不變，將飲料瓶倒置于沙盤上，改變受力面積，同樣比較沙子下陷程度，則可進(jìn)一步探究壓強(qiáng)與受力面積的關(guān)系。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以探究出完整的壓強(qiáng)影響因素:壓力和受力面積。

實(shí)驗(yàn)5:利用飲料瓶來(lái)探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。首先，感知液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)。將飲料瓶的底部剪掉，從氣球上剪下一塊橡膠膜套在飲料瓶的底部，若橡膠膜不夠緊則可在其四周繞上幾圈橡皮筋來(lái)加固。往瓶中加水后可看到橡膠膜向下凸起，從而引導(dǎo)學(xué)生形象地感知液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的存在。還可以借此探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。將底部套有橡膠膜的空瓶正立壓入水中，可以看到橡膠膜向瓶?jī)?nèi)凹陷。此外，借助飲料瓶可以探究液體對(duì)容器側(cè)壁壓強(qiáng)的存在，以及液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。在飲料瓶的側(cè)壁不同高度處戳幾個(gè)小孔，加水后可看到水從小孔中噴射出，并且通過(guò)水噴射出距離的遠(yuǎn)近可得出液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)6:利用飲料瓶來(lái)探究浮力產(chǎn)生的原因。筆者選取600毫升的飲料瓶，將飲料瓶上半部(像漏斗的部分)剪下并倒置，然后放入乒乓球，此時(shí)乒乓球落在瓶頸處(600毫升的飲料瓶的瓶頸處恰能和乒乓球貼合)，向其中加水，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)乒乓球并不會(huì)浮起來(lái)。若是用手堵住瓶口，則乒乓球會(huì)很快就會(huì)跳出來(lái)。事實(shí)上，未堵住瓶口時(shí)，乒乓球下方?jīng)]有水，因此它不會(huì)受到浮力;堵住瓶口時(shí)，順著瓶口緩慢流下的水會(huì)在乒乓球下方聚集起來(lái)，從而對(duì)乒乓球產(chǎn)生浮力。

實(shí)驗(yàn)7:利用飲料瓶來(lái)體驗(yàn)大氣壓的存在。方法一:在飲料瓶中加入少許熱水，晃動(dòng)幾下后倒出，迅速將瓶蓋蓋緊，過(guò)幾分鐘后瓶就被大氣壓壓癟了。方法二:在飲料瓶側(cè)壁偏下位置開一個(gè)小孔，在瓶中裝滿水后，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)小孔中有水噴出，但是若蓋緊瓶蓋，則會(huì)發(fā)現(xiàn)水流立即停止噴射，好似一個(gè)完整無(wú)損的瓶子，這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)的水被大氣壓托住的緣故。方法三:在易拉罐內(nèi)加一點(diǎn)水，然后在罐底加熱，當(dāng)罐內(nèi)有水蒸氣逸出時(shí)，立即用一塊橡皮泥堵住罐口并停止加熱，很快就可以聽到咔嚓咔嚓的聲音并看到罐子被壓癟。這是由于罐內(nèi)氣壓小于外界氣壓，罐子被大氣壓作用的結(jié)果。

利用生活中常見的物品進(jìn)行有效的物理實(shí)驗(yàn)，可以使物理實(shí)驗(yàn)變得更為簡(jiǎn)單，更為有趣;可以讓更多的學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中扎實(shí)有效地掌握理論知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和尊重事實(shí)、堅(jiān)持真理的科學(xué)態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。

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