利用塑料饮料瓶的两个创新实验

惠洪东

(山东省邹平县明集中学,山东　滨州　256216)



利用塑料饮料瓶的两个创新实验

惠洪东

(山东省邹平县明集中学,山东滨州256216)

塑料饮料瓶在物理实验创新中大有作为,可利用它来改进传统实验，本文以“模拟潜水艇”实验、“做功改变物体的内能”实验为例,来展示笔者的实践.

塑料饮料瓶；潜水艇;做功改变物体的内能;创新实验

1　“模拟潜水艇”实验

潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮与下沉的,此演示实验比较难做,物理实验室有老式的潜水艇,每次实验必用大水槽、抽气筒等,操作比较困难,教室后几排的学生根本看不到.为此笔者准备了装满水的饮料瓶和一个小玻璃瓶,模拟了教材上难做的潜水艇上浮下沉实验,操作过程中，可举高塑料瓶操作,也可一边走动一边操作,并且现象清楚、效果明显,学生非常喜欢.

实验器材:塑料饮料瓶,小玻璃瓶(可以用藿香正气口服液、葡萄糖酸锌口服液、东阿阿胶口服液等的瓶子),水.

实验操作:将小玻璃瓶内装约三分之二的水,为了明显看到水位的高低可在水上放一个漂浮物,漂浮物用红色塑料片或小木片都可以,然后将玻璃瓶倒插在装满水的塑料饮料瓶中保持漂浮状态,只要小玻璃瓶中水量合适,漂浮在水上很容易做到.为防止倒插玻璃瓶时水流出，可在瓶盖上插一吸管,吸管不能过长,大约一厘米,拧紧饮料瓶的瓶盖,用手捏饮料瓶,由于水的压强大于小玻璃瓶中空气的压强,饮料瓶中的水就会通过吸管进入玻璃瓶,导致玻璃瓶重力增加,而玻璃瓶浮力不变,重力大于浮力就会下沉,松手后,玻璃瓶中空气压强大于外部水的压强,压进的水就会重新排出来,此时玻璃瓶的重力又小于其浮力,瓶又上浮.控制用力大小使玻璃瓶悬浮也很容易,此实验巧妙实现了潜水艇自身重力的改变.

实验创新点:(1) 大饮料瓶随处可见,小玻璃瓶取材容易,废物利用,制作简单,可人手一套或每组一套,将演示实验改为分组实验,大大提高学生动手能力.

(2) 手捏塑料饮料瓶体会增大压强的感觉,玻璃瓶中的水位明显升高,大大提高了能见度,玻璃瓶的重力增加大于水的浮力而下沉,现象明显,可大大提高学生的学习兴趣.

(3) 可重复操作,玻璃瓶上上下下停留水中可自由控制,学生人人可像魔术师玩魔术一样做物理实验,可帮助学生理解压强概念和物体浮沉条件.

2　“做功改变物体的内能”实验

人教版九年制义务教育九年级物理教科书上有“做功改变物体的内能”实验：用空气压缩引火仪向集气瓶内打气和气体对塞子做功.笔者在教学中根据课本做演示实验,感想颇多.空气压缩引火仪的成功率较低，气体对塞子做功实验效果也不甚理想.为此笔者与学生一起利用饮料瓶进行了改进.

实验器材:打气筒,饮料瓶,橡皮塞,温度计,自行车内胎的气门芯,少量清水.

实验操作:(1) 先在瓶中注入约10mL清水并摇匀,使瓶中有足够的水蒸气,将插有温度计的橡皮塞塞紧瓶口,观察温度计的示数,堵上塞子并用手压住,同时用打气筒向瓶内打气,一边打气,一边压紧塞子,防止塞子提前被冲开.

(2) 每打10下观察一次温度计的示数,发现温度计的示数明显升高,说明对物体做功,物体的内能增加.大约打30下,拔开塞子,听到“嘭”的一声,瓶口会出现大量的白雾,说明物体对外做功,物体的内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化.

实验创新点:(1) 温度计的示数升高代替了乙醚棉球的燃烧,成功率得到提高,现象直观清晰,安全可靠,清洁无污染.

(2) 用手拔开塞子代替了塞子自己被冲开,安全系数提高.让学生参与操作,可培养学生的动手能力与合作意识.

(3) 白雾的大量涌现成为演示实验的一大景观,现象震撼，可大大提高学生学习物理的兴趣.