“矿泉水瓶”巧做物理实验

时间:2022-08-04 06:26:50

“矿泉水瓶”巧做物理实验

用矿泉水瓶做物理实验,取材身边,操作简单,能激发学生的学习热情和创新欲望.

1 做“气体膨胀做功”的实验

器材 带盖子的白色透明矿泉水瓶,内部盛一点水.

做法 尽可能挤压矿泉水瓶,然后迅速松开瓶盖.

现象 会听到“嘭”的一声响,同时看到瓶内产生了“白雾”.

解释 “嘭”的响声是瓶内的压缩空气膨胀推动瓶塞时振动发出的声音,“白雾”是瓶内空气对外做功后,内能减小,温度降低,空气中的水蒸汽液化成的小水滴.为增大可见度,瓶内可以盛一点水.

注意 不要把瓶口朝向有人的方向,也不要把瓶口朝向有日光灯的方向,否则迅速飞起的瓶盖会伤着人或撞坏灯管.

2 证明大气压的存在

做法 用力吸空的矿泉水瓶,瓶子会变扁.

解释 吸气时,瓶内气体变稀薄,瓶内气体对瓶子向外的压强变小,而瓶外空气对瓶子向里的压强不变,导致瓶子受到向里的气体压力差,瓶子变扁.

3 探究:动能与质量的关系

器材 两个矿泉水瓶,一个装满水,另一个装满沙子.

做法 分别让装满水和装满沙子的矿泉瓶从斜面的同一高度自由滚下,去撞击水平面上放置的文具盒.(它们滚到斜面底端时的速度一样,因为滚动摩擦力和空气阻力相对于它们的自身的重力很小,二者可以忽略不计.重力势能全部转化为动能,所以速度相等.为了使学生更直观的认识到两者的速度相等,可以站在较高的楼上,让两个瓶子从同一高度静止释放,将看到两者同时落到地面上.)

现象 装沙子的矿泉瓶将文具盒撞击的距离远,装水的矿泉瓶将文具盒撞击的距离近.

解释 速度一定时,质量越大,动能越大.

4 力可以使物体发生形变

做法 用力挤压空的矿泉水瓶,瓶的形状会改变.

解释 力可以使物体发生形变.

5 摩擦起电实验

做法 把干燥的矿泉水瓶与头发摩擦后,矿泉水瓶可以吸起较大的纸屑.

解释 干燥的瓶子和头发摩擦后带上了电荷,带静电的塑料瓶子能吸引轻小物体.[HJ1.96mm]

6 证明光的直线传播

用点燃的蚊香和1个去掉底的大矿泉水瓶或可乐瓶制成烟雾室,再用学生激光笔发出激光照射,可看到一条笔直的光路.

7 探究流速与压强的关系

做法1 将瓶子中间部分剪掉,将乒乓球放入带底部的一端,在瓶口沿水平方向用力吹气,乓乓球会在瓶内升起来,甚至跳到瓶外.

做法2 去掉瓶盖,将瓶子带口的一端朝下,在瓶内放入乒乓球,对着瓶口向上吹气,无论用多大力气吹,乒乓球都不会被吹出去.

解释1 在瓶口上方沿水平方向用力吹气时,球上方空气流速变快,空气对球向下的压强变小;而球下方的空气对球向上的压强几乎不变,所起空气对乒乓球产生一个向上的压力差(即升力),当升力大于乒乓球的重力时,球会上升甚至被吹到瓶外.

解释2 对着瓶口向上吹气时,乒乓球下方的空气流速变快,空气对球向上的压强变小,而球上方的空气流速较慢,空气对球向下的压强较大,即空气对乒乓球有一个向下的压强差,对着瓶口吹的力气越大,空气对乒乓球向下的压强差就越大.

8 探究浮力产生的原因

做法 将瓶子的底部剪掉,瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内,然后向瓶内加水,乒乓球不会浮起来.若用手堵住瓶口,则乒乓球会浮起来.

解释 向瓶内加水时,水从乒乓球的下方经瓶口流出,由于球下方的水很少,球受到水向上的压力很小,小于球上方的水对球向下的压力,水对乒乓球的压力差方向向下,所以乒乓球不会浮起来.

用手堵住瓶口时,乒乓球下方有水了,下方的水对球产生向上的压力大于上方的水对球向下的压力,水对球的压力差方向向上,水对球向上的压力差就是水对球的浮力,由于浮力大于球自身的重力,所以乒乓球在水中会向上浮.

9 探究物体的浮沉条件

做法 把瓶子浸没在水中,松手后瓶子上浮;在瓶内装入较多的沙子,浸没水中,松手后瓶子下沉.

解释 当重力小于浮力时,瓶子上浮;当重力大于浮力时,瓶子下沉.

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