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摘要:矿泉水是学生每天上学必带的生活用品,用矿泉水瓶来做一些物理实验,取材容易,效果不错。如果能在教学中巧妙运用矿泉水瓶和它里面装的水,更能让物理课堂呈现无穷的魅力。
关键词;:物理 浮力 能力
下面就我在教学中的尝试,谈谈矿泉水在物理教学中的应用:
一、 矿泉水瓶对浮力教学的特殊“贡献”
浮力在力学教学中属于知识难点,怎样让学生认识浮力呢?为了证明浮力产生的原因,可以用一个去掉瓶底的矿泉水瓶和一个乒乓球做实验。先打开瓶盖,让瓶口朝下,放入乒乓球,然后向里面加水,发现球不动,拧上瓶盖,稍微晃动一下瓶子。乒乓球自然的就浮上来了。这样很形象的说明了浮力是由液体在物体上下表面的压力差形成的,物体在液体中受到浮力,浮力的大小与物体排开液体的体积有关的知识点自然的被学生接受。
在验证浮沉条件的实验中,先把一个未装水的矿泉水瓶按入水中,一松手,瓶子上浮最终漂浮。再把装满水的矿泉水瓶按入水中,发现瓶子几乎悬浮。最后将已调好的浓盐水装入瓶中,发现瓶子沉入水底。这些现象说明物体的浮沉情况取决于物体所受的重力和浮力大小关系。因为盐水的密度大于清水的密度,同体积的盐水所受的重力大于清水的重力,当装满盐水的瓶子浸没在水中时,由于所受的浮力小于重力,所以瓶子下沉。当装满清水的瓶子浸没在水中时,由于浮力等于重力,所以瓶子悬浮。而空瓶子的重力小于浮力,瓶子上浮。接着改进实验,把瓶盖换成带孔的软木塞,将弯玻璃管的一端通过软木塞的小孔插入瓶内,另一端与橡皮管相连,橡皮管另一端与大注射器相连,利用大注射器向瓶内注入浓盐水或抽水,观察矿泉水瓶的浮沉状况,体会潜水艇的原理。
二、矿泉水瓶在大气压强的教学中也能见“奇功”
在九年级物理第十四章第二节《大气压强》中,有一个大气压把铁桶压扁的实验。按照课文上的要求去做,由于需要把水烧开,这样既耽误时间,又可能因铁桶选择不当,使实验效果不明显。可以让同学们对着矿泉水瓶口喝水,这时会发现瓶子一点点地变扁,同时听到了“咔咔”的响声,这样做这个实验,形象、直观,既能保证人人都可以感受到大气压强的存在,又能使学生清楚地知道瓶内气体压强减小的原因是瓶内气体密度减小所致。还可以在一个装满水的矿泉水瓶的底部扎几个小孔,打开瓶口,水就从瓶底流出,把瓶盖盖上,水就不流了,又一次证明了大气压强的存在。
三、 用矿泉水瓶演示“压缩气体做功内能减小”的实验更是妙不可言
九年级物理第十六章第二节有一个演示“压缩气体做功内能减小”的实验,由于玻璃瓶耐压差,易出危险,同时,用水蒸气推动塞子做功后,液化效果不明显。可选用一矿泉水瓶,配一合适的橡皮塞,在其侧壁下部安装气门嘴芯,用胶带密封,瓶内装有适量的酒精,并把橡皮塞用长细线拴住,配一高压普通打气筒。操作时可把矿泉水瓶固定在铁架台上,以免塞子被推出后洒出酒精不便观察“雾”的形成,栓塞子的长线另一端固定在铁架台上,以免塞子弹出伤人。从而消除师生在演示、观察的恐惧心理,增强了安全感,提高了效率。酒精蒸汽液化效果好,增强了实验效果的可见性,实验效果明显增強。
四、 用矿泉水瓶演示三种摩擦,解决教学中的重点问题
用手握住装水的矿泉水瓶,瓶子不下落,说明瓶子和手之间存在静摩擦力,而且装水越多,手感觉到静摩擦力越大,根据二力平衡的原理,说明静摩擦力等于重力,进而得出静摩擦力大小只与外力有关。
将装满水和不装满水的矿泉水瓶“躺着”放在水平桌面上,分别用弹簧测力器匀速拉动,发现弹簧测力计的示数不同,说明滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力有关。
五、 巧用矿泉水瓶,解决声学中的难点问题
取四个相同的矿泉水瓶,装入高度不同的水,用嘴贴住瓶口向内吹气,分别吹出不同的音阶。究其原因,是因为瓶内装水后,人用嘴吹气,引起瓶内空气柱的振动而发声,而空气柱的长度、形状、大小决定了空气柱的振动时所发出声音的音调高低。对于本问题来说,引起音调不同的主要原因是振动的空气柱的长度在气流的速度、强度相同的条件下,空气柱越长,振动是产生的音调越低,这是因为空气柱振动的频率小,对应于瓶中装水少的情况。空气柱长度越短,振动是产生声音的音调高,这是因为空气柱振动的频率大,对应于瓶内装水多时的情况。据此得出,声音的音调高低,决定于发声体振动的频率,而频率的大小,又与发声体的长度有关。
六、风流倜傥的矿泉水瓶
用力压矿泉水瓶,瓶子发生形变,说明力可以使物体的形状发生改变。把矿泉水瓶放在某一高度,松手后能自由下落,说明地球表面的物体都受到重力的作用,且重力的方向是竖直向下的。矿泉水瓶在桌面上静止不动,说明它受到的重力和桌子对它的支持力是一对平衡力。让一只矿泉水瓶快速撞击墙壁,瓶子会反弹回来,说明物体间力的作用是相互的。在矿泉水瓶的侧壁上、中、下扎几个小孔,注满水,并揭开封条,观察其现象,说明液体对侧壁压强的特点。用矿泉水瓶装入不同高度的水不用天平测量,就知道他的质量不同,原因是:同种物质,质量与体积成正比。将一矿泉水瓶从高处让其自由下落,观察其速度越来越大,说明重力势能转化为动能。如果让矿泉水瓶中未装满水而留有一个较小的气泡,让它“躺着”向某一方向加速运动,根据气泡的运动方向可以验证惯性的大小与物体的质量有关。在两个完全相同的矿泉水瓶中,分别装满墨水和清水,在太阳下照射相同时间,用温度计分别测量出末温,发现液体的温度不同,说明黑色物体吸收太阳辐射的本领强。用矿泉水瓶验证压力的作用效果与什么因素有关,更是直观形象,便于操作。把装满水的矿泉水瓶正对太阳,观察分析形成的光斑,可以找出柱形透镜和透镜在结构上的不同点,解决了观察体温计时,水银柱变粗不变长的道理。矿泉水瓶还可以帮助我们完成“显示光的折射现象,反映凸透镜成像规律,表现声音的产生与传播”等实验。
本人长期从事初中物理教学,发现矿泉水瓶的“妙用”远不止这些,实验教学是初中物理教学的重要手段,作为物理教师,我们要尽量的就“地”取材,充分挖掘“材”中包含的物理现象和规律,真正体会“从生活走向物理,从物理走向社会”这一教学理念。
关键词;:物理 浮力 能力
下面就我在教学中的尝试,谈谈矿泉水在物理教学中的应用:
一、 矿泉水瓶对浮力教学的特殊“贡献”
浮力在力学教学中属于知识难点,怎样让学生认识浮力呢?为了证明浮力产生的原因,可以用一个去掉瓶底的矿泉水瓶和一个乒乓球做实验。先打开瓶盖,让瓶口朝下,放入乒乓球,然后向里面加水,发现球不动,拧上瓶盖,稍微晃动一下瓶子。乒乓球自然的就浮上来了。这样很形象的说明了浮力是由液体在物体上下表面的压力差形成的,物体在液体中受到浮力,浮力的大小与物体排开液体的体积有关的知识点自然的被学生接受。
在验证浮沉条件的实验中,先把一个未装水的矿泉水瓶按入水中,一松手,瓶子上浮最终漂浮。再把装满水的矿泉水瓶按入水中,发现瓶子几乎悬浮。最后将已调好的浓盐水装入瓶中,发现瓶子沉入水底。这些现象说明物体的浮沉情况取决于物体所受的重力和浮力大小关系。因为盐水的密度大于清水的密度,同体积的盐水所受的重力大于清水的重力,当装满盐水的瓶子浸没在水中时,由于所受的浮力小于重力,所以瓶子下沉。当装满清水的瓶子浸没在水中时,由于浮力等于重力,所以瓶子悬浮。而空瓶子的重力小于浮力,瓶子上浮。接着改进实验,把瓶盖换成带孔的软木塞,将弯玻璃管的一端通过软木塞的小孔插入瓶内,另一端与橡皮管相连,橡皮管另一端与大注射器相连,利用大注射器向瓶内注入浓盐水或抽水,观察矿泉水瓶的浮沉状况,体会潜水艇的原理。
二、矿泉水瓶在大气压强的教学中也能见“奇功”
在九年级物理第十四章第二节《大气压强》中,有一个大气压把铁桶压扁的实验。按照课文上的要求去做,由于需要把水烧开,这样既耽误时间,又可能因铁桶选择不当,使实验效果不明显。可以让同学们对着矿泉水瓶口喝水,这时会发现瓶子一点点地变扁,同时听到了“咔咔”的响声,这样做这个实验,形象、直观,既能保证人人都可以感受到大气压强的存在,又能使学生清楚地知道瓶内气体压强减小的原因是瓶内气体密度减小所致。还可以在一个装满水的矿泉水瓶的底部扎几个小孔,打开瓶口,水就从瓶底流出,把瓶盖盖上,水就不流了,又一次证明了大气压强的存在。
三、 用矿泉水瓶演示“压缩气体做功内能减小”的实验更是妙不可言
九年级物理第十六章第二节有一个演示“压缩气体做功内能减小”的实验,由于玻璃瓶耐压差,易出危险,同时,用水蒸气推动塞子做功后,液化效果不明显。可选用一矿泉水瓶,配一合适的橡皮塞,在其侧壁下部安装气门嘴芯,用胶带密封,瓶内装有适量的酒精,并把橡皮塞用长细线拴住,配一高压普通打气筒。操作时可把矿泉水瓶固定在铁架台上,以免塞子被推出后洒出酒精不便观察“雾”的形成,栓塞子的长线另一端固定在铁架台上,以免塞子弹出伤人。从而消除师生在演示、观察的恐惧心理,增强了安全感,提高了效率。酒精蒸汽液化效果好,增强了实验效果的可见性,实验效果明显增強。
四、 用矿泉水瓶演示三种摩擦,解决教学中的重点问题
用手握住装水的矿泉水瓶,瓶子不下落,说明瓶子和手之间存在静摩擦力,而且装水越多,手感觉到静摩擦力越大,根据二力平衡的原理,说明静摩擦力等于重力,进而得出静摩擦力大小只与外力有关。
将装满水和不装满水的矿泉水瓶“躺着”放在水平桌面上,分别用弹簧测力器匀速拉动,发现弹簧测力计的示数不同,说明滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力有关。
五、 巧用矿泉水瓶,解决声学中的难点问题
取四个相同的矿泉水瓶,装入高度不同的水,用嘴贴住瓶口向内吹气,分别吹出不同的音阶。究其原因,是因为瓶内装水后,人用嘴吹气,引起瓶内空气柱的振动而发声,而空气柱的长度、形状、大小决定了空气柱的振动时所发出声音的音调高低。对于本问题来说,引起音调不同的主要原因是振动的空气柱的长度在气流的速度、强度相同的条件下,空气柱越长,振动是产生的音调越低,这是因为空气柱振动的频率小,对应于瓶中装水少的情况。空气柱长度越短,振动是产生声音的音调高,这是因为空气柱振动的频率大,对应于瓶内装水多时的情况。据此得出,声音的音调高低,决定于发声体振动的频率,而频率的大小,又与发声体的长度有关。
六、风流倜傥的矿泉水瓶
用力压矿泉水瓶,瓶子发生形变,说明力可以使物体的形状发生改变。把矿泉水瓶放在某一高度,松手后能自由下落,说明地球表面的物体都受到重力的作用,且重力的方向是竖直向下的。矿泉水瓶在桌面上静止不动,说明它受到的重力和桌子对它的支持力是一对平衡力。让一只矿泉水瓶快速撞击墙壁,瓶子会反弹回来,说明物体间力的作用是相互的。在矿泉水瓶的侧壁上、中、下扎几个小孔,注满水,并揭开封条,观察其现象,说明液体对侧壁压强的特点。用矿泉水瓶装入不同高度的水不用天平测量,就知道他的质量不同,原因是:同种物质,质量与体积成正比。将一矿泉水瓶从高处让其自由下落,观察其速度越来越大,说明重力势能转化为动能。如果让矿泉水瓶中未装满水而留有一个较小的气泡,让它“躺着”向某一方向加速运动,根据气泡的运动方向可以验证惯性的大小与物体的质量有关。在两个完全相同的矿泉水瓶中,分别装满墨水和清水,在太阳下照射相同时间,用温度计分别测量出末温,发现液体的温度不同,说明黑色物体吸收太阳辐射的本领强。用矿泉水瓶验证压力的作用效果与什么因素有关,更是直观形象,便于操作。把装满水的矿泉水瓶正对太阳,观察分析形成的光斑,可以找出柱形透镜和透镜在结构上的不同点,解决了观察体温计时,水银柱变粗不变长的道理。矿泉水瓶还可以帮助我们完成“显示光的折射现象,反映凸透镜成像规律,表现声音的产生与传播”等实验。
本人长期从事初中物理教学,发现矿泉水瓶的“妙用”远不止这些,实验教学是初中物理教学的重要手段,作为物理教师,我们要尽量的就“地”取材,充分挖掘“材”中包含的物理现象和规律,真正体会“从生活走向物理,从物理走向社会”这一教学理念。