巧用带安全钮的玻璃罐头瓶做物理实验

陶俊

实验是物理学的基石，新课程标准对实验探究极为重视。用身边简单易得的物品自制教具，与课堂教学内容有机结合，既能加强教学与生活实际的联系，增强教学的趣味性，又便于让学生亲身参与教具的制作，有助于学生对物理知识的理解，培养学生的观察能力和动手操作能力，增强创新意识，还能在一定程度上弥补部分学校实验器材的不足。

废旧的玻璃罐头瓶密封性好，形状大小各异，随手可得，经济环保，且便于加工，适合学生用于自制教具。同时，因其瓶盖上有独特的、可上下起伏的安全钮（如图1所示），如果合理地设计、加工成教具，能够取得很好的实验效果。

笔者结合自身教学实践，总结了一些用玻璃罐头瓶自制的教具和设计的实验。下面按声、光、热、力、电5个版块，对实验进行分类说明。

1声学实验

11音调高低实验1

将空玻璃罐头瓶取下盖后放在桌上，从高处向里面倒水发出声音，可以听到音调随着水面上升逐渐变高。说明向瓶中倒水时的发声体主要是空气柱，空气柱越短，音调越高。

12音调高低实验2

将多个空玻璃罐头瓶取下瓶盖后放在桌上，注入不同高度的水，依次敲击，可以听到音调的不同。说明敲瓶子时的发声体主要是瓶子和水，水柱越短，音调越高。

2光学实验

21光的直线传播

在盛水的玻璃罐头瓶内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光沿直径方向射到水中，可以看到光在水中的传播径迹。说明光在同种均匀介质中沿直线传播。

22小孔成像

在空玻璃罐头瓶的铁制瓶盖中心打一个小孔，将瓶子侧壁涂黑，并在瓶底均匀地涂上一层薄薄的固体胶，使其呈半透明状。将小孔对着烛焰，适当调整距离，就可以看到烛焰在瓶底呈现出的像。

23光的折射

在盛有一半水的玻璃罐头瓶里放一支略短于瓶子的笔，透过玻璃瓶可以看到铅笔“折断了”，再将瓶中加满水，又看到笔没有“折断”。说明光在空气和水的界面上发生折射。

24凸透镜的成像规律

在盛满水的玻璃罐头瓶一侧横放一支铅笔，透过玻璃瓶可以看到铅笔，把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动。可以看到铅笔慢慢变长，然后突然转向，由此可以探究凸透镜的成像规律。

25自制凹透镜

玻璃罐头瓶的底部一般都向里呈凹面。往瓶中倒入高1～2 cm的水，即可制成一个水凹透镜。将瓶底对着书上的字，从瓶口观察瓶底，将玻璃瓶逐渐远离书本，即可看到字逐渐变小，说明物体透过凹透镜呈正立缩小的像。

3热学实验

31水的汽化和液化

在空玻璃罐头瓶里加入少量的水，拧紧瓶盖，放在太阳下暴晒，玻璃瓶内出现很多小水珠，利于观察水的汽化和液化现象。

32气体的热胀冷缩

将空玻璃罐头瓶用吹风机适当吹热后，拧紧瓶盖，再浇上冷水，发现安全钮下凹，从而观察空气的热胀冷缩。

33自制温度计

[JP+1]在玻璃罐头瓶的瓶盖上打一个小孔，插上一根细饮管，并用橡皮泥密封连接处。在瓶中装满红颜色的水，将玻璃瓶放入热水，发现细管中水柱变高。[JP]

4力学实验

41测平均速度

在没有小车时，可用粗细均匀的圆柱形玻璃罐头瓶代替小车从斜面滚下，做测平均速度的实验。

42惯性实验1

粗细均匀的罐头瓶在不装水和装满水的情况下分别从斜面上滚下，观察其在水平面滚动的距离，发现装满水的罐头瓶滚动距离较远，装满水的罐头瓶质量大，说明物体质量越大惯性越大。

43惯性实验2

横握装满水但有气泡的玻璃罐头瓶，在水平方向做加速、减速运动，观察气泡的运动。

44放大法观察物体的微小弹性形变

市场上的玻璃罐头瓶形状各异，大多可为实验所用。将椭圆形的玻璃罐头瓶装满水，参照上述自制温度计的方式加工瓶盖，再拧紧瓶盖。沿着不同的方向用力捏玻璃瓶，发现捏窄面时细管中的水柱变低，捏宽面时水柱变高，这都说明玻璃瓶发生了弹性形变。

45探究液体压强与深度的关系实验1

将空玻璃罐头瓶盖子拧紧，然后按入水中，达到一定深度后发现安全钮下凹。说明在液体密度一定时，液体压强随深度的增大而增大。

46探究液体压强与深度的关系实验2（帕斯卡实验）

在玻璃罐头瓶盖安全钮旁边打一个小孔，插入一根长玻璃管，连接处用橡皮泥密封。在瓶子装满水后拧紧瓶盖，从玻璃管上方逐渐灌水，水柱达到一定高度发现安全钮突起。

47大气压强实验1

将瓶盖内侧的瓶盖爪用钳子夹平，使盖子盖上后一取即下。将瓶子装满水，手按下安全钮将瓶盖盖在瓶口，松手后发现安全钮不会突起，且很难用手取下，从而证明大气压强的存在。

48大气压强实验2（马德堡半球实验）

依旧用上述实验中加工过盖子的玻璃罐头瓶，将瓶身用吹风机吹热后，盖紧瓶盖。待瓶子冷却后，发现安全钮下凹，并且很难用手取下，从而证明大气压强的存在。

49自制气压计

将上述实验中的自制温度计中的水倒出一部分，并从管子上端吹入少量的气体，使瓶内气压大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。拿着它从楼下走到楼上，发现水柱变低，说明随着高度的升高大气压减小。

410探究压力的作用效果

在玻璃罐头瓶里装一半水，竖放在一块海绵上；再将玻璃罐头瓶里装满水，然后竖放在这块海绵上。比较两次实验海绵被压下的深度，从而探究压力的作用效果与压力大小的关系。把一个空玻璃罐头瓶取下瓶盖，分别竖放、倒放在海绵上，观察并比较海绵被压下的深度，从而探究压力的作用效果与受力面积的关系。

411探究液体压强与流速的关系

在罐头瓶中装上适量的水，把一支吸管A竖直插入水中，另一支吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升，说明在流体中，流速越大的位置，压强越小。

412探究物体的浮沉条件

在罐头瓶中装入适量的沙子，拧紧盖，放入水中，通过调节装沙量的多少，可使瓶子在水中漂浮或悬浮。

413自动喂水器

取一个较大的罐头瓶盖，一个瓶口较小的玻璃瓶，在瓶盖内垫几枚硬币，将瓶中灌满水后倒扣在硬币上，就成了一个自动喂水器模型。

5电学实验

51摩擦起电

将玻璃罐头瓶内表面用丝绸摩擦后，向瓶内撒入少许小纸屑，发现纸屑都粘在了瓶子内表面。说明玻璃摩擦后产生静电，能吸引细小物体。

52自制验电器

将盖子中央打一小孔，插入一根小铁钉，连接处用纸做好绝缘。在铁钉瓶内的一头绑上一小条对折的锡箔纸，再拧紧瓶盖。将带静电的物体与小铁钉接触，发现瓶内的锡箔纸张开，从而验证物体带电。