筆者作為一線物理老師,從教近二十年,發現有許多物理實驗不需要專門的實驗器材就能完成,真所謂“瓶瓶罐罐做實驗,身邊處處皆物理”,而在身邊的物品中,礦泉水瓶可真是個寶貝,很多實驗都用得著它,下面就列舉一些例子和大家分享,供大家指正。
一、認識音調
在教學音調時,如果僅僅簡單的介紹音調就是聲音的高低,學生沒有直觀的認識,學生仍然無法理解究竟什么樣的聲音音調高,什么樣的聲音音調低,如果能演示一個小實驗,就能直觀的對概念進行說明,只需幾個相同的礦泉水瓶,分別裝有不同量的水,使用時對著瓶口吹,就可以發出不同音調的聲音,教師再指出哪種音調高,哪種音調低,并引導學生思考是什么原因影響音調的不同,從而引出問題“音調高低有什么因素有關”,既能使學生直觀感受音調概念,又可以進一步引導探究。
二、光沿直線傳播
在研究光沿直線傳播時,激光燈發出的光不便于直接觀察,怎樣顯示光路是認識光現象的關鍵,煙霧可以幫我們觀察到光的傳播路徑,但空間越大煙霧越容易散失,利用礦泉水瓶可以很好的解決這個問題:把激光燈固定在礦泉水瓶的瓶蓋上,在礦泉水底部開一小口(能插入檀香為宜),實驗時先將點燃的檀香插入瓶中,待瓶內有少許煙霧時,打開激光燈,就可以很清晰的看到“光路”。
三、光沿直線傳播的條件
光沿直線傳播是有條件的,光在“同種均勻”介質中才沿直線傳播,如果使介質變的不均勻,本來沿直線傳播的光線就會“彎折”,利用礦泉水瓶和注射器就可以演示光在介質不均勻時的折射現象:把激光燈固定在礦泉水瓶的瓶蓋上,在礦泉水瓶裝入適量的清水(為了顯示光路可向水中滴兩滴牛奶),將裝有濃鹽水的注射器插入瓶中(靠中上部),先打開激光燈,觀察光在水中沿直線傳播時,將注射器中的濃鹽水注入水中,可以觀察到光路的偏折。
四、力的作用效果
力的兩種作用效果:力可以改變物體的形狀,也可以改變物體的運動狀態,利用一個礦泉水瓶都可以演示,用力捏、壓、擰都可以使瓶子的形狀發生明顯的改變;將放在桌子上的瓶子可以推動、擊出、也可以拋給其他同學,這些都可以改變物體的運動狀態,取材方便,操作簡單,直觀形象。
五、壓力的作用效果
壓力的作用效果與壓力和受力面積有關的探究實驗,雖然有很多物品可以作為實驗器材,但取材最方便,操作最簡單,效果最明顯的還是利用兩個相同的礦泉水瓶做實驗,將兩個相同的礦泉水瓶分別注入100ml和400ml的水,擰緊瓶蓋,先后將兩瓶水正放和倒放在盤中的細沙(或面粉)上,對比幾個壓痕就可以得出壓力作用效果與壓力和受力面積的關系。
六、液體壓強與深度的關系
在礦泉水瓶側壁的不同高度處錐幾個大小相同的孔,先用透明膠帶粘住,向瓶內裝滿水(不蓋瓶蓋),演示時,將透明膠帶揭開,可以觀察到從不同孔噴射出的水流的情況不同,越靠上的小孔中噴射出的水流越緩,射程較小;越靠下的小孔中噴射出的水流越急,射程較大。從而讓學生產生液體壓強與液體深度有關的直觀感受,進而引導學生進一步探究液體壓強與深度的關系。
七、大氣壓
利用礦泉水瓶可以演示很多與大氣壓有關的實驗,分享大家兩個最經典的實驗:一個是用干凈的礦泉水瓶分離雞蛋黃:將生雞蛋磕開在平盤中,用手緊捏礦泉水瓶壁,瓶口對準雞蛋黃,稍放松按壓力度,雞蛋黃就被“吸入”瓶中;另一個是在礦泉水瓶的下部錐一個小孔,向瓶內裝滿水并蓋緊瓶蓋,水不流出,打開蓋水會流出,再蓋緊蓋,水又不流出,現象非常明顯。
八、流體壓強與流速的關系
將兩個孔礦泉水瓶平行平放在平滑的桌面上(之間留有約3~5cm的距離),用一只吸管向兩瓶之間吹氣,可以觀察到;兩瓶向中間滾動靠攏。
九、浮力產生的原因
將一礦泉水瓶的瓶底剪掉,瓶口向下放置,把乒乓球放入瓶中,演示時,向瓶中緩緩注入水,乒乓球在水底浮不起來,用手堵住瓶口,乒乓球浮起,引導學生分析,開始乒乓球浮不起來的原因是球的下方沒有水,球只受到上方水底壓力;用手堵住瓶口后,球的下方有水,但上下表面所受水的壓強不同,產生的壓力差就是浮力。
十、沉浮子
用鐵絲將一個“西瓜霜含片”的空瓶的瓶口纏繞配重,倒放在一個裝滿水的大飲料瓶中,將飲料瓶蓋緊蓋,擠壓瓶壁,瓶內的小瓶就會向水中沉入,通過控制擠壓力度實現小瓶的浮沉。
十一、物體對外做功內能減小
物體對外做功內能減小的實驗通常用一廣口瓶或錐形瓶,瓶內裝少許水,用打氣筒向瓶內打起,氣體膨脹是推動橡皮塞做功,該實驗由于器材的限制和一定的危險性一般由教師做演示實驗,但顯現并不能被所有同學觀察到,利用礦泉水瓶可以把演示實驗變成分組實驗,而且實驗現象特別明顯:將剛喝完的空礦泉水瓶擰緊蓋,雙手握住瓶子反方向擰,當瓶子被擰到一定程度時,快速的擰開瓶蓋,在瓶蓋被激射出去的同時平口附近出現大量水霧。該實驗仍然有一定的危險性,實驗時需提醒實驗同學注意瓶口不可對著同學!