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饮料瓶在物理实验教学中的应用

来源:不详       更新时间:2011-8-27 9:57:55
 

  生活中有各种各样的废弃塑料饮料瓶,我一直在想怎样才能变废为宝、开发为课程资源,为实验教学“添砖加瓦”,使物理教学体现为“从生活走向物理,从物理走向科技”的新课程理念。同时“一物多用”的典型事例,能够逐步养成学生从多角度、多方位、多层次分析和解决问题的能力,促进创造性思维的发展。在这样思索下,本人在课堂教学中进行了探索,现介绍如下,以其抛砖引玉。

  一、对饮料瓶不进行任何技术处理,就可以做如下实验

  1.压缩气体体积,气体液化演示

  拧开瓶盖,滴入几点乙醚,拧紧瓶盖后,稍待一会,蒸发,乙醚液体不见了。当用手挤压瓶体时,乙醚液体重新出现在瓶壁上。这表明压缩气体体积,气体被液化。

  2.碘的升华与凝华演示

  拧开瓶盖,用匙加入少些固态碘,拧紧瓶盖后,竖起将含有碘的瓶底,放入烧杯中的沸水里,就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升,到瓶子的上部后重新凝华成闪闪发光的碘晶体。此时摇动饮料瓶时看到瓶底的碘仍然是固体,这比用烧瓶在酒精灯上加热出现液态碘的可操作更强。

  3.物体的悬浮、上升、下降演示

  (1)将几粒茶叶放入饮料瓶中,然后倒入多半瓶热水(不要倒满,留一部分空间,用于调节饮料瓶中的压强),最后旋紧瓶盖。

  (2)观察到几粒茶叶中有的漂浮、有的下沉、也有的悬浮。选取一个漂浮的茶叶片为观察对象,用手挤压方形塑料饮料瓶正对的两侧面时,漂浮的茶叶片就会下降,当用力适度时茶叶片就会悬浮在热水中。

  (3)若选取一个缓慢下降(或沉在瓶底)的茶叶片为观察对象,用手挤压方形塑料饮料瓶正对的两个棱时,下降的茶叶片就会停止下降(或瓶底的茶叶片上升),当用力适度时此茶叶片也会悬殊浮在水中。

  实验原理:方形塑料饮料瓶挤压正对两侧面时,瓶的容积变小,内部压强增大,茶叶中浸入一些水而重力变大,当茶叶的重力等于浮力时就悬浮。当挤压方形塑料饮料瓶正对的两个棱时,瓶子的容积增大(数学证明略去),瓶内压强减小,浸入茶叶中的水分量减小,当茶叶的重力等于浮力时也会悬浮。

  4.演示气体、液体分子之间有间隔

  将空饮料瓶的瓶盖拧紧后,用手握住用力挤压,观察到瓶子发生的形变,体积减小,说明气体分子之间有间隔。将饮料瓶中盛满水,再拧紧瓶盖后,也用手握住使劲挤压,会观察到瓶子发生很小的形变,体积也减小,说明液体分子之间也有间隔。通过两次挤压后观察到形变的程度不同,说明了气体分子之间比液体分子之间间隔大。

  5.演示光的直射、反射、折射现象

  在一个比较粗一些的饮料瓶中充满香烟(或是卫生香)的烟雾,拧紧瓶盖,制成了显示光路器(能多个班级重复使用)。用激光笔从瓶底照向瓶口,能清晰地显示光在同一种物质中沿直线传播。若将瓶底放在平面镜上,用激光笔从侧面照向瓶底的平面镜照射时,会清晰地观察到入射光线和反射光线,给学生留下深刻的反射现象的表象。若一半是盛有未澄清的石灰水,一半是烟雾时,从侧面向石灰水面照射时,会清晰地观察到光的入射光线和折射光线。

  6.分子不停地做无规则运动

  将饮料瓶中滴入几滴酚酞试液,拧紧瓶盖后,上下倒置并旋转饮料瓶子,使管壁上涂有一层无色酚酞试液。然后,将瓶盖拧开后,在瓶盖里滴上两滴酚酞试液,并把饮料瓶倒置后,拧紧瓶盖,2秒钟后观察到饮料瓶内的氨分子与酚酞反应,从瓶口外开始逐渐向上变红,表明氨分子不停地做无规则运动。特点:饮料瓶由无色变成红色,色彩鲜艳,能激发求知欲望,而且不污染环境。

  7.演示竖直方向

  对具有物理意义的“竖直”,学生不能很好的认识,理解起来费力,以至在有些问题中对重力和浮力的方向不能正确把握。

  如图1、图2所示,A是塑料饮料瓶;B是水;C是用线系好固定在瓶盖上的铁球;D是用细线系好固定在瓶盖上的氢气球。演示时,将组装好的饮料瓶A正立、B倒立时,学生会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向是竖直的方向;若将饮料瓶A、B倾斜时,学生也会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向仍与水平面是竖直的,从而生动形象地表明重力的方向和浮力的方向总是竖直的。

  9.证明大气压存在的演示

  方法a:拧开塑料饮料瓶的瓶盖后,用打火机点燃浸过酒精的棉花团,用镊子放入塑料饮料瓶中,随即旋紧瓶口,火熄灭片刻后,塑料饮料瓶就发生明显的变形,同时有喀喀声音的出现。这是棉花团在瓶内燃烧,消耗氧气,体积膨胀又溢出,封口冷却后,瓶内气压减小,外界大气压把

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