利用廢舊物品自制物理教具

摘要:通過形象的宏觀實驗模擬，讓學生理解微觀的分子間相互作用力的關系。指導學生利用廢舊物品自制分子間相互作用力的模擬演示器，幫助學生理解分子間的作用力跟分子間距之間的關系，培養學生科學的、嚴謹的思維方法。

關鍵詞:廢舊物品;自制;分子力;模擬演示器

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2010)9(S)-0060-1

分子間相互作用力是無法直接觀察的微觀現象，物理學中是通過物理宏觀現象經過合理的推斷而總結分析得出的，它是一種科學的分析和思維方式的集中體現。通過自制模擬演示器，進一步理解分子間相互作用力的特點，使學生通過學習和研究體會微觀物理世界的研究分析方法，領會并掌握科學的研究方法和思維方式，培養學生的科學素養。

現就我在教學中指導學生利用廢舊物品自制分子間相互作用力的模擬演示器的過程介紹如下:

制作原理 分子間同時存在引力和斥力，分子力是引力和斥力的合力，并隨分子間距的變化而變化。當分子間距離r=r0，分子力表現為零;當分子間距離rr0，分子力表現為引力。將兩個乒乓球(內含強磁鐵)同極相對串在軟鐵棒上，這樣兩球之間有斥力，同時兩球跟軟鐵棒之間有引力，當兩球間距為r0時，小球處于平衡狀態;當兩球間距小于r0時，小球間表現為排斥力，并且隨r的減小而增大;當兩球間距大于r0時，小球間表現為引力，并且隨間距的增大先是增大的，在軟鐵棒兩端時達到最大;當小球從軟磁棒兩端拉出時，小球間的作用力減小，并減小為零。將兩球間的距離標為10r0，用鐵架臺固定該儀器，就可演示該模擬實驗過程。

主要材料 PVC套線管、兩個舊乒乓球、軟鐵棒(老式收音機內的接收天線棒)、兩塊強磁鐵(中空的)、鐵架臺(圖1為主要部件)

制作方法 1、把乒乓球從中間刨開為兩瓣，將兩塊強磁鐵分別放入兩個乒乓球中用泡沫膠粘住固定，合上乒乓球并用膠布膠好;并在乒乓球上鉆孔;2、將軟鐵棒塞入PVC套線管中間，并固定好;3、將兩乒乓球同名磁極相對串在PVC套線管(軟鐵棒中間);4、將PVC套線管一端固定在鐵架臺上，并在另一端用橡皮泥封好，以防小球脫落。5、在PVC套線管下方固定一把直尺，拉動兩乒乓球，放手，它們會做機械振動，停止運動后，在直尺上刻兩球的位置，它們間的距離為r0，拉開兩球，通過軟鐵棒后感覺沒有吸引力時，刻度為10r0。分子力模擬演示器完成。(如圖2所示)

操作步驟 1、將該裝置置于講臺上，兩球處于r0;2、壓迫兩個小鐵球，使其相互靠攏，感覺分子間的斥力作用，并且感受兩球距離越小，斥力越大;3、從r0處將兩球拉開，感覺分子間的引力作用，并且感受兩球間距離增加，引力先增加后減小，在軟鐵棒端頭引力最大，在10r0處引力為零。

教學中使用該教學儀器有以下優點:1、該實驗制作簡單環保，利用該儀器演示實驗過程，可見度大，實驗效果明顯;2、該演示實驗操作簡單，形象生動;3、將分子力及其微觀現實放大，增強了學生的感性認識，便于學生理解分子間的作用力;4、與傳統的彈簧模擬演示儀器相比較，該儀器能夠真實反映分子力隨分子間距的變化而變化的規律，這是傳統儀器沒法模擬的。

(欄目編輯王柏廬)