利用瓶子做物理實驗

于 淼 傅友東

(江蘇省高郵市第一中學，江蘇 揚州 225600)

·實驗研究·

利用瓶子做物理實驗

于 淼 傅友東

(江蘇省高郵市第一中學，江蘇 揚州 225600)

物理低成本實驗教具制作方便，筆者利用瓶子來引導學生設計、制作實驗教具，參與教學活動，取得較好的教學效果.

低成本物理實驗；瓶子；創新

物理低成本實驗制作一直是物理教師感興趣的一項活動，朱正元先生提倡“瓶瓶罐罐做儀器，拼拼湊湊做實驗”，筆者總結了利用瓶子做物理實驗的經驗，供大家在教學中參考.

1 利用可樂瓶探究曲線運動的瞬時速度

器材：可樂瓶、鐵球、雙面膠、可轉動的平臺(可以用木板制作)、紅墨水、白紙、剪刀.

實驗過程：(1) 如圖1所示在平臺上固定好白紙，在四周粘上雙面膠，用剪刀把可樂瓶截去頂部，底部中間鉆一個孔，反扣在平臺上，將幾個小球沾有紅墨水的鐵球放在可樂瓶中.

圖1

(2) 旋轉平臺時，平臺、鐵球和可樂瓶一起旋轉，向上取走可樂瓶，則小球沿著圓周的切線方向運動.

結論：每一個小球都沿著切線方向運動，說明圓周運動的線速度沿著切線方向.

這個裝置的優點是可以通過換白紙多做幾次，當小球運動到邊緣時被雙面膠粘住，可以防止小球又回到中間，影響實驗效果.

2 利用啤酒瓶演示微小形變

器材：啤酒瓶、塞子、細管、有顏色的水.

實驗過程：如圖2所示，在瓶子裝滿有顏色的水，細管穿過塞子，塞好塞子，使細管中水面超出塞子一定高度，此時用力壓瓶身，就會發現細管里的水會向上移動.

圖2

結論：瓶子的形變很微小，肉眼很難觀察，用力擠壓瓶身時，瓶子發生微小形變，使瓶子變扁，就會把水擠到細管里.

3 利用可樂瓶演示完全失重

器材：可樂瓶、水.

實驗過程：在可樂瓶靠近底部的兩側鉆兩個小孔，再裝滿水，抓住瓶子時可以看到水從兩個小孔流出，松手后瓶子自由下落，發現水不再流出.

結論：松手后水和瓶子都做自由落體運動，都處于完全失重狀態，水對杯子沒有壓力就不再流出.

4 利用啤酒瓶探究摩擦力

器材：啤酒瓶、水、洗滌劑.

實驗過程：(1) 在啤酒瓶中裝滿水，請一位女生把啤酒瓶豎直拿起來，發現很輕松就可以拿起來了.

(2) 在啤酒瓶外面涂上一層洗滌劑，再請一名男生去拿啤酒瓶，發現男生怎么拿都拿不起來.

結論：女生可以拿起來，是因為手與瓶之間的靜摩擦力等于瓶的重力；男生拿的時候手與瓶之間的摩擦力小于瓶的重力.說明摩擦力與物體間的粗糙程度有關，涂了洗滌劑之后的摩擦因數明顯減小了，摩擦力就減小了.

5 利用可樂瓶做靜電實驗

器材：可樂瓶、橡膠棒、毛皮.

實驗過程：將干燥的可樂瓶放在絕緣的水平桌面上，用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近(不接觸)可樂瓶，可以控制可樂瓶的運動.

結論：毛皮摩擦過的橡膠棒帶電，可以吸引其他物體，所以能帶動可樂瓶運動.若讓可樂瓶帶上與橡膠棒相同的負電，兩者相互排斥，橡膠棒也可以控制可樂瓶的運動.

6 利用易拉罐演示電磁感應現象

器材：鋁質易拉罐、條形磁鐵、細木條、鐵釘、剪刀.

實驗過程：(1) 如圖3所示，先用鐵釘和木條做成可以旋轉的架子，再把易拉罐剪出兩條寬約0.5cm的細環，將其中一個環剪開一個小口，分別掛在木條的兩側.

圖3

(2) 當條形磁鐵插入或拔出閉合鋁環時，裝置旋轉.

(3) 當條形磁鐵插入或拔出不閉合鋁環時，裝置靜止.

結論：該實驗可以說明感應電流產生的條件，穿過閉合鋁環的磁通量改變時，會產生感應電流，感應電流又產生磁場，由“增反減同”，可以得到條形磁鐵插入時，感應電流產生的磁場與原磁場方向相反，相互排斥，拔出時感應電流產生的磁場與原磁場方向相同，則相互吸引.而不閉合的鋁環不能產生感應電流，磁鐵插入或拔出時不產生相互作用.

7 利用可樂瓶探究摩擦力

器材：裝有細沙的可樂瓶、彈簧測力計、長木板、細繩、長軸等.

實驗過程：(1) 如圖4甲所示，安裝好器材，拉動長木板，發現彈簧測力計的示數逐漸變大，當可樂瓶與長木板發生相對運動后，示數就穩定不變了.

(2) 如圖4乙所示，用長軸穿過可樂瓶，使可樂瓶可繞長軸轉動，拉動長木板，當可樂瓶轉動時，發現彈簧測力計示數比可樂瓶與長木板發生相對滑動時要小.

結論：(1) 圖4甲中裝置是演示靜摩擦力和滑動摩擦力的關系，隨著拉力增大靜摩擦力也增大，當靜摩擦力達到一個最大值后，可樂瓶與長木板就相對運動了，此后滑動摩擦力小于最大靜摩擦力并保持不變，在長木板上放不同材料(例如毛巾)可以再次驗證.

(2) 圖4乙中裝置是演示滾動摩擦力與滑動摩擦力的大小關系，發現滾動摩擦力比滑動摩擦力小.

圖4

在可樂瓶中裝有細沙，是為了增大瓶的質量，效果更好.

物理教師在平時的教學中，要引導學生充分利用日常生活中隨手可得的小物件來制作實驗器材，不僅可以鍛煉他們的動手動腦能力，還可以通過實驗提高他們學習物理的興趣，從而取得較好的教學效果.

[1] 張偉，郭玉英,劉炳昇.“非常規”物理實驗:有待深入開發的重要物理課程資源[J].物理教師，2005,(9):123-125.

[2] 朱正元.物理演示實驗與自制教具[M].江蘇:人民出版社,1978:65-68.