小小饮料瓶 课堂大应用

孙成霞

目前,农村中学办学经费紧张,教学实验工具残缺不全.对此,我们教师应着力于激发学生的创造能力和探究精神,变废为宝,利用生活物品自制实验器材,这样既能培养学生的节约精神,又能培养学生的动手动脑能力.下面笔者谈几点饮料瓶在物理学中的应用.

一、在声学中的应用

1.演示声音的产生和传播

将两个饮料瓶都剪去底部,保留喇叭状的两半,用细线系在瓶口的瓶盖上,再用细绳的中间部分系住一把钢勺.将两个喇叭口罩住两只耳朵并贴紧耳根,用钢勺去撞击桌子等物品时,你能听到什么?继续让一个学生手提着细线并用钢勺碰撞课桌,再谈谈手上的感受.

2.做成听诊器

剪下饮料瓶上半部并在瓶盖上打孔后插入一段塑料软管后,将做好的漏斗部分靠近胸部,软管另一端靠近右耳.移动漏斗的位置,只要仔细听听,就可以找到心跳最强的位置处于胸部左侧.

3.研究声音的特征——音调

收集几个相同的大饮料瓶,向瓶内倒入不同高度的水,用筷子敲击瓶子,瓶子会发出不同的声音.仔细调节水量,可使各瓶发出不同的音调.

二、在压强中的应用

1.固体压强:把盛有等量水的饮料瓶作为重物分别正放和倒放在海绵上,观察压力的作用效果与受力面积的关系.再把盛有不等量水的饮料瓶同时倒放在同一块海绵上,观察压力的作用效果与压力大小的关系.

2.液体压强:把饮料瓶两端去掉,一侧挖孔.再分别蒙上薄膜倒入水,观察液体对容器底部和侧壁的压强.或在饮料瓶的侧壁不同的深度处挖几个孔,不蒙膜且倒满水,观察水从小孔射出的远近,探究液体内部压强与深度的关系.

3.大气压强:方法a:拧开塑料饮料瓶的瓶盖后,向塑料饮料瓶中倒少量的热水,晃动几下后倒出,随即旋紧瓶口,稍冷却后,塑料饮料瓶就发生明显的变形,同时有“喀喀”的声音出现.这是瓶内气体体积膨胀又溢出,封口冷却后,瓶内气压减小,外界大气压把瓶压变形了.松开瓶盖后,空气进入内外气压平衡,在弹力的作用下,瓶身恢复了原样.

方法b:饮料瓶中盛满水,用一硬纸片(或塑片)挡住瓶口后,用手支撑着倒立过来,松手后,所挡的硬纸片掉不下来.再缓慢地使饮料瓶在竖直面转动360度,硬纸片还掉不下来的,从而形象生动地证明大气压的存在.

方法c:将饮料瓶用手挤压使它发生形变,让瓶内的气体被排出一部分后,把瓶口与自己的脸(或吹起的玩具气球上)上相接触,松手后,饮料瓶子就被“沾”在脸上了.这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大,内部压强减小,瓶外的大气压使饮料瓶“压”在人脸(或吹起的玩具气球上)上了.

方法d:将饮料瓶拧开瓶盖后,用手按入水槽中使瓶中充满水,然后把饮料瓶倒立在水槽中,慢慢提起,直至瓶口不离开水面为止,液面不下降(并与托里拆利实验对比,使学生感悟出,当时托里拆利实验为什么用水银做实验),从而说明大气压强的存在.

三、在光学中的应用

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.

四、在力学中的应用

对饮料瓶施加力的作用,观察力的作用效果使物体发生形变.用饮料瓶和小玻璃瓶制成浮沉子,演示物体在液体中的浮沉条件.把饮料瓶截去底端倒放,拧去盖子,在瓶口处放一乒乓球,然后再往瓶中倒水,观察乒乓球是否上浮?探究浮力产生的原因.把空的饮料瓶盖子拧紧,用力拧瓶的底部,到一定程度,瓶盖脱口而出,证明气体对物体做功,内能减少.

五、在热学中的应用

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性更强.

六、在微观世界里的应用

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.

通过以上几例,我们可以看到低成本实验的真正魅力所在,那就是成本低智慧不低,成本低价值不低,这也是开发高智慧、高教育价值的重要研究课题.

(责任编辑:黄春香)