新型“壓縮空氣有能量”演示裝置

生活中的能量常常看不見，但能被我們感知。有沒有辦法讓能量變得有形，讓我們能觀察到它呢？

根據(jù)教材提示，教師常利用注射器、紅墨水、橡皮帽等實驗器材，通過“向下推動活塞，注射器內的空氣被壓縮，松開手后，壓縮空氣回彈”等實驗現(xiàn)象，得出“壓縮空氣有能量”的結論。但在教學實踐中，我發(fā)現(xiàn)該實驗操作不便、實驗現(xiàn)象不明顯、趣味性較低，也不適合學生進行分組實驗。為此，我嘗試制作一個操作簡單、現(xiàn)象明顯、趣味性強的新型演示裝置。

一、演示裝置的改進與創(chuàng)新

（一）靈感來源

在婚禮上，人們常用禮花筒來營造熱鬧的氛圍。禮花筒的工作原理是先將空氣壓縮，然后瞬間釋放壓縮空氣產生強大的推力，將筒內的彩色紙片沖向空中，形成類似禮花的效果。這個過程能很好地將能量可視化，吸引學生的注意力，但是，現(xiàn)有的禮花筒是一次性用品，不適合課堂教學。于是，我以禮花筒為靈感，在此基礎上設計了一個新型演示裝置。

（二）制作步驟

1.將小型注射器換成打氣筒，這樣能提高空氣壓縮的強度，讓實驗現(xiàn)象更明顯。

2.準備一個能承受一定壓力的高壓氣罐，與打氣筒連接。為了保證空氣只進不出，我將一個止回閥安裝在打氣筒與高壓氣罐的連接處。

3.如何釋放壓縮空氣呢？我在高壓氣罐內安裝一根兩端密封的小管作為排氣管。在排氣管的前端鉆一個小孔，小孔處連接一段有螺紋的水管，作為排氣口；在排氣管的末端鉆一個小孔，作為壓縮空氣的入口，小孔處覆蓋一塊橡膠墊，上有彈簧按壓，保證空氣不泄漏，下端連著一根細桿。

4.為了達到瞬間觸發(fā)的效果，我模仿手槍的扳機制作了一個觸發(fā)裝置。當手指扣動“扳機”時，細桿向上頂，橡膠墊脫離空氣入口，高壓氣罐內的壓縮空氣便進入排氣管。

5.去掉礦泉水瓶的瓶底，將瓶口套在排氣口，再用膠水粘合，加強密封性。在瓶內放一個絲網，防止彩色紙片掉進排氣管。

（三）改進方案

創(chuàng)新的過程是不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。在試用時，我發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶的口徑略粗，空氣沖出來時力量不夠強，實驗效果欠佳。于是，我在瓶內加裝一段細管，這樣排氣口變小了，沖擊力變大了，彩色紙片被全部沖出，產生了很好的視覺效果。

二、新型演示裝置的優(yōu)點

1.該裝置操作簡單，實驗現(xiàn)象明顯，趣味性強，適合小學課堂使用，能極大地豐富學生的感官體驗，提高學生的探究熱情。

2.打氣筒推壓的次數(shù)越多，空氣被壓縮得越厲害，產生的沖擊力越大，彩色紙片飛得越高，落在地面的范圍就越廣。通過多次對比實驗，學生更容易理解和掌握相關知識。