物质的比热容演示实验的改进

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  1问题的由来
  物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验.因此,做好每一个实验对学生来说都是学好物理的关键.这里面对教师课堂上做的演示实验提出了更高的要求:教师不仅仅能将课本上的演示实验完整地体现,将实验需要观察的现象与探究的问题有机地结合起来,还必须能够根据教学实际,对某些实验条件过于理想化、要求过高,或者由于实际原因误差较大,观察难度较大的实验进行合理改进,这样才能充分调动学生的学习积极性,提高学生兴趣,投入到物理学习中来.
  结合学校理化生课题《理科探究实验的案例研究》,我对苏科版九年级物理课本中的演示实验进行梳理,发现在物质比热容教学过程中的课堂演示实验比较难实现,有时不免就根据结论凑现象,甚至有“欺骗”学生之嫌,或者干脆就不做这个实验纯粹靠课堂讲解.“反正课堂演示实验学生又不可能全看到,只要把概念讲清就行了”,我往往带有这样的想法.但是,这块内容的教学总是事倍功半,学生理解很困难.于是,我在常州市物理教师论坛上提出了这个问题.经过与同行的讨论和自己的思考,我对这个实验做了自己的改进.
  2改进原因有二
  (2)对于加热的两种物质:沙和水也有些问题.对学生的理解来讲,用沙和水比较容易接受,但是在实验过程中取用的沙可能会有些潮湿,在加热过程中由于水分的蒸发吸热,反而会使温度降低,出现与结论相反的现象.我将沙先筛一遍,剔除小石块,然后铺开晒干再进行实验,但是实验过程中由于受热不均匀需要不断搅拌,效果也并不好.
  3改进措施
  (1)取两支相同的大试管,在试管口各塞上一个橡皮塞.
  在橡皮塞上打孔,将温度计插入试管中.
  (2)将空试管分别放在天平的左,右盘内,将天平调平衡.
  (3)在两支试管内分别装入适量的煤油和水,并用胶头滴管逐滴加入液体使天平重新平衡,保证两管内液体质量相等.
  (4)实现在一块木板上钻两个孔,大小与试管的外直径相同,将装有液体的试管插入孔中固定好(我是用透明胶带在试管上绕几圈,使其不从孔中滑落),塞上塞子,并使温度计的玻璃泡与液体充分接触.
  (5)记录下此时两支温度计的示数,然后在一个大烧杯中倒入开水,将两个试管放入热水中,木板刚好盖在烧杯口.可以观察两种液体分别升高相同的温度,比较加热时间;也可以加热相同的时间,比较升高的温度.而且,在课堂时间允许的情况下,还可以在充分加热,液体温度都相同后将木板拿出来,观察放出热量和温度降低的情况,使学生对于比热容概念的理解更全面,直观一些.
  5注意事项
  (1)实验准备时由于试管不能很稳定地在天平的托盘上放置,可以先在左右托盘上先各放一只小烧杯,使试管可以竖放在其中,便于添加液体,使两者质量相等.
  (2)实验中液体的量不能太多,以大烧杯中的热水液面超过或刚好等于试管中两种液体的液面为好,如果试管内液面超过热水液面,会出现与实验结论相反的结果.
  3.实验中使用的热水温度不必太高,大概60℃~70℃就可以了.同时试管的橡皮塞应塞紧,减少热散失.特别是装水的试管,防止出现水加热汽化,水蒸气对外做功将塞子弹出去的情况发生.
  以上就是筆者对比热容演示实验的一个改进实验,主要的目的是方便教学,一是能够更有效地,更直观地让学生观察到这一物理现象,同时也是在新课程理念下使课堂容量充足并进一步提高课堂教学的有效性.当然这个改进实验并非十分完善,有不足之处,希望得到指正.
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