一个矿泉水瓶引发的物理实验

一个矿泉水瓶引发的物理实验【摘 要】物理是一门以实验为基础的学科，所以物理实验在中学物理教学中非常的重要，而如何利用最简单的器材，做出现象明显、效果好的物理实验，是一个值得思考的?题，笔者就如何利用矿泉水瓶来完成中学物理实验进行了思考，并做出了总结。 【关键词】矿泉水瓶；物理实验 矿泉水瓶是我们生活当中常见的物品，但是小小的矿泉水瓶却能帮助我们完成很多的物理实验，在实际的教学中，教师可以充分利用矿泉水瓶来进行物理实验，真正的体现从生活走向物理的教学理念。于是笔者结合自己的教学经验，总结了以下利用矿泉水瓶就能完成的物理实验。 一、 “弯曲的光线” 实验器材：激光笔，矿泉水瓶，水盆。 实验步骤： 1. 选取一个表面较为光滑平整的矿泉水瓶，然后在矿泉水瓶侧壁打一个小孔。 2.接着在矿泉水瓶中装足够多的水，此时看到水从小孔流出。 3.然后用激光从瓶身侧壁射向小孔，如图 1 所示，观察此时光的传播路径。 实验分析：我们可以看到激光在瓶内水中是沿着直线传播，但是当水从小孔流出时，激光便顺着水流从小孔处弯向水盆底部，最后在水盆底部看到了一个红色的光斑。这是因为激光在水流中传播时发生了全反射，这与光信号在光纤中的传播原理一样。 二、探究“浮力产生的原因” 实验器材：矿泉水瓶 1 个，乒乓球 2 个。 实验步骤： 1.把矿泉水瓶的瓶底剪掉，并把瓶盖取掉。 2.矿泉水瓶的瓶口朝下，然后在矿泉水瓶里放置 2 个乒乓球。 3.然后再往矿泉水瓶里加水，此时我们看到其中一个乒乓球漂浮在水面上，而另一个乒乓球却沉在水底，如图 2 所示。 4.最后用手堵住矿泉水瓶的瓶口，此时我们看到沉在水底的乒乓球突然从水底浮起来了，如图 3 所示。 实验分析：当往矿泉水瓶里加水时，瓶底的乒乓球没有浮起来，那是因为该乒乓球的下表面是暴露在空气中，并没有受到水对它向上的压力，只受到水对它向下的压力，所以乒乓球不能浮起来。但是当我们用手堵住矿泉水瓶的瓶口时，我们却看到乒乓球浮起来了，这是因为此时乒乓球的下表面也有水，它受到一个水对它向上的压力，并且这个向上的压力大于水对它向下的压力，所以该乒乓球就浮起来了，从这个例子可以看出浮力产生的原因就是物体上下表面受到液体的压力差。 三、 “永远吹不大的气球” 实验器材：矿泉水瓶 2 个，气球 2 个，吸管 1 根，细线。 实验步骤： 1.取两个相同的矿泉水瓶，并分别在瓶盖上打一个小孔，然后在其中一个矿泉水瓶的瓶底打一个小孔，另外一个瓶底不打孔。 2.如图 4 所示，分别用一根吸管穿过两个矿泉水瓶的瓶盖的小孔，并在吸管的另一端用细线系上一个气球。然后拧紧瓶盖。 3.请两个同学分别来吹这两个气球。会观察到底部有孔的瓶中的气球可以轻易地被吹大，但是瓶底没有开孔的瓶中的气球无论怎样都吹不大。 实验分析：把气球放在瓶底无孔的矿泉水瓶中时，无法把气球吹胀，那是因为当往气球里吹气时，气球里的气压增大，此时气球体积会稍微膨胀一些，但是同时就会挤压矿泉水瓶里的空气，使得矿泉水瓶内的气压也跟着增大，所以气球无法被吹大。但是当矿泉水瓶的瓶底开有小孔时，瓶内的气压始终等于外界大气压。当人往气球里吹气时，气球内部的气体压强增大，使得气体内部的压强大于气球外部的压强，所以气球就轻易被吹大了。 四、模拟“平抛运动” 实验器材：矿泉水瓶 1 个，吸管 2 根。 实验步骤： 1.在矿泉水瓶的瓶盖上打两个小孔，然后分别插两根吸管到瓶盖上。 2.在矿泉水瓶内装满水，然后拧紧瓶盖，注意调整两根吸管的位置，如图 5 所示，两根吸管伸进瓶口的深度不同，伸进瓶口更多的那根吸管的末端往上弯曲，另一根吸管的末端水平放置。然后把矿泉水瓶倒置过来，如图 6 所示，此时从吸管口流出来的水就是做的平抛运动，并且该装置能够保证从吸管口流出的水流是匀速的。 实验分析：通过观察从吸管口流出来的水流轨迹，能够清楚的观察到做平抛运动的物体的运动轨迹，并且这个装置的独到之处在于，在瓶口放置了两根吸管，在图 5 中，右侧吸管上端处的压强始终与外界大气压相等，从而保证了只要水面处于右侧吸管上端以上，那么从左侧吸管口流出来的水流就是匀速的，从而使得实验现象更为明显和稳定，便于观察。