新型初中趣味物理实验手册(1)

新课标
目录
第一章力
1.谁主浮沉
2.会爬坡的漏斗
3.大气压强
第二章电
1.自制验电器
2.哪里不亮点哪里
第三章热
1.热喷泉
2.有趣的哈勃瓶
第四章声
1.用吸管做笛子
2.细线也能发出鸡叫声
第五章光
1.牛顿色盘
2.如何使光线弯曲
华灯初上，船只慢慢的回到了自己的港湾，准备好好休息，等待明天的起航。

船只为什么能在水中自由的航行，而不会下沉呢？我们能不能通过实验的方法来深刻系统的解释它的原理呢？本章就有关问题进行探究。

当我们把实心的铁球扔进水里，我们可以看见铁球在水中会下沉。

这是因为铁的密度大于水的密度。

那么为什么钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上呢？钢铁制成的潜水艇又为什么能在水中随意地下潜和上浮呢？
实验目的
通过控制杯子在水中的浮沉情况的探究，来让 学生对生活中的一些浮沉情况有一个清楚的认识， 对浮力的影响因素、浮沉条件有了解，知道我们学 习的内容是和生活有很大联系的，能初步体会物理 之美，科学之美！
实验步骤
①将广口瓶装3/4瓶的水。

②将小瓶子的盖子盖紧。

然后小心地将小瓶子放进水中，它应该会浮在水面上。

如果小瓶子不能浮起，就要换更小的瓶子，直至小瓶子能浮在水面上 ③将小瓶子拿出来，往小瓶子中加入少量的水。

④将小瓶子的盖子盖紧。

再将小瓶子放进水中，瓶子应该会慢慢地下沉到广口瓶的瓶底。

如果小瓶子不回沉到瓶底，慢慢调整小瓶子中的水量，直到它慢慢下沉到瓶底。

⑤取出小瓶子，往广口瓶中加入半量杯的盐，然后搅拌均匀。

⑥再将小瓶子放进广口瓶中，观察小瓶子在水中的位置。

⑦往广口瓶中一次加入半量杯的盐，观察小瓶子在盐水中的位置。

重复这一步骤，直到两量杯的盐都被倒光。

实验结果
当你往广口瓶中加入越多的盐时，小瓶子的运动状态是 。

实验材料
一只大的广口瓶（4升）、一只带盖的小瓶子、一袋盐、一只量杯（250毫升）、一把汤勺、弹簧秤
实验分析
往小瓶子中加入少量水，瓶子就会慢慢下沉的原因是。

往广口瓶中加盐是为了通过改变进而改变小瓶子的状态。

实验结论
溶液的密度会影响浮力的大小，且密度越大，浮力越大；密度越小，浮力越小。

物体的浮沉条件与物体的重力与浮力的大小比较有关。

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潜艇或称潜水船、潜舰是能够在水下运行的舰艇。

潜艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。

潜艇上都设有压载水舱，只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力），潜艇就逐渐下潜。

当潜艇正常上浮时，用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去，使之充满了空气，使潜艇在水下的重量减轻了，当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（即小于浮力时），潜艇就会上浮，直至浮出水面。

另外，也可以采用操舵的方法将航行中的潜艇调整到距水面30米的安全深
度（安全深度是为了防止与水面船只碰撞的限制深度），继续上浮到10—30米深度时是危险深度，上浮到10米左右时属于潜望深度，到达潜望深度后就可以排
水上浮了。

潜艇下潜和上浮的原理就跟鱼类差不多，鱼儿腹中有一种可充满气体的囊状鳔，其作用类似于潜艇上的压载水舱，是鱼在水中沉浮的主要调节器官。

当鱼
要下沉时，挤出鱼鳔中的气体（潜艇是向压载水舱里注水），使身体的重量加重；相反，鱼要上浮时，通过摄取水中的气体来充满鱼鳔，使身体的重量减轻。

俗话说：“水往低处流”，在日常生活中，很多物体在重力的作用下会往低处移动。

那么是不是物体在不人为施力的情况下只能往下呢？能不能往上运动呢？
实验目的
通过探究这个实验了解物体的重心会影响物 体的运动。

让我们认识与现实生活中的经验有出 入的情况可能正是一些发现的起源。

实验步骤：
①将两本书放在地上。

相距90厘米。

②把第三本书放在其中一本书的上面。

③分别将两把米尺的一端架在高的那堆书上，另一端架在一本书上。

两把米尺放成“V ”字形，在高的那端，米尺的间距较大。

④把两只漏斗大的一端面对面，中间用胶带纸黏住。

⑤把黏好的漏斗放在米尺的最下端。

实验结果
漏斗会 。

实验分析
漏斗看似违反了重力的规律，但是其实并没有违反重力的规律。

事实上，当尺子之间的距离变大时，漏斗会产生一个新的更 （高/低）的重心。

为了保持稳定，漏斗会轻微地下落并且向前转动。

这种向前的运动使漏斗看起来好像正在向上“爬”，实际上，它们正在向下滑动。

实验材料
两把米尺，3本书（每本书厚2.5厘米以上），一卷胶卷纸，两只同样大小的漏斗。

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风动石自古闻名，早在明代张岱的《夜航船·荒唐部》里就有记载：“漳州鹤鸣山上，有石高五丈，围一十八丈，天生大盘石阁之，风来则动，名风动石。

”
其奇妙之处就在于它前后左右重量平衡极佳，大风吹来时，石体左右晃动，但倾斜到一定角度就不会再动了，故称风动石。

石为花岗岩石质，高4.37米，宽4.57米，长4.69米，重约200吨。

人力也能晃动风动石。

如果找来瓦片置于石下，选择适当的位置，一个人就能把这硕大的奇石轻轻摇动起来。

此时，瓦片“咯咯”作响，顷刻化为齑粉。

正可观其伟，侧可观其奇，背可观其险。

从背面看，状如玉兔的石岩伏在外倾的石盘上，巨大的石球，悬空而立，摇摇欲坠，令人心怵；从正面看，石如蟠桃，底部呈圆弧形，贴石盘处尖端仅数寸，悬空斜立，狂风吹来，摇晃不定。

其原理就与其重心的位置有关，同学们可以思考一下风动石的重心应该在那个位置呢？
在喝饮料时，你一定以为饮料是你自己吸进嘴里
的。

那么事实情况真的是这样吗？下面让我们来探究一下这个问题。

实验目的
通过实验来说明平常生活中最常见的能喝到 饮料不是因为吮吸而是是因为大气压的作用。

并揭示出感觉是可能会骗人的。

真正的原理 是等待你去发掘的。

最简单的事情也会蕴藏 一些重要的物理概念。

实验步骤
1.向杯子注入半杯的水，然后把2支吸管都插进嘴里，一支吸管的另一端插入水杯里，另一只吸管的那一端在杯外。

这时，你开始吸气，看看会发生什么现象？
2.将杯外的那支吸管去掉，开始吸气，又有什么现象？
步骤1 步骤2
实验器材
吸管2支 水杯1个 清水
实验结果
步骤1的结果：
步骤2的结果：
实验分析
如果不做实验，你一定不会想到这种情况。

这也太奇怪了，为什么会出现这种现象。

这看来是一件不可思议的事实，可是这的确蕴含一定的道理。

使用一支吸管和两支吸管的差别：
造成这种现象的根本原因是：
用吸管能喝饮料的原理是：
实验拓展
用吸管喝饮料是不是一定要通过嘴吸？你还有其他的办法也能喝到水吗？同学们你们可以现在试试看。

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1.吸尘器的原理
吸尘器是我们常用的家用电器，在吸尘器内部有一个负压区，外部的大气压把空气压进了吸尘器，在外部空气进入吸尘器时，把周围的尘土一并带路人吸尘器里。

2.吸水游戏
把罐头瓶盖上扎一个口径与吸管一致的孔，向罐头瓶注满水，把吸管插进孔中，用橡皮泥堵住吸管与孔的缝隙处，使罐头瓶封闭严密。

这时用嘴吸罐头瓶里的水，无论如何也吸不进嘴里。

罐头瓶里有水，而只用一支吸管为什么还吸不进来水呢？
夏日的夜晚，时不时地划过几丝闪电，一闪即逝。

而家中的日光灯却是持续发光。

这些现象都与电有关。

那么电又是什么呢？它又是如何测量的呢？我们能不能做一个仪器来测量它呢？本章就相关问题进行探究。

如果停电一天会怎么样呢？红绿灯不亮了，交通可能会混乱；家里的电饭煲不能用了，连煮饭也不行了；工厂的机器运行不了，亏损巨大……现代生活少不了电。

但是电是如何形成的呢？以及如何比较电量的大小呢？
实验目的
通过本实验你将了解电子也会移动， 并且掌握简单的比较电荷数目的方法 。

了解用具体的方法来描述抽象的物 理量的理念。

实验步骤
①用铝箔纸剪下两张1厘米×5厘米大小的铝箔纸片。

②在两张铝箔纸条的末端，用铅笔的笔尖各穿一个洞。

③请老师帮忙，用尖嘴钳把回形针改造成上端是一个圈、下面有两个交叉的挂钩的形状。

④将软塑料瓶盖的中央戳一个洞。

⑤将改造过的回形针穿过塑料瓶盖中央的洞，再用橡皮泥把塑料瓶盖上的缝隙堵住。

⑥把两张铝箔纸片分别悬挂在回形针的两个挂钩上。

⑦将塑料瓶盖盖在玻璃瓶上。

⑧将气球吹鼓，然后将气球在你干净、干燥且没用过发油等油性护发用品的头发上摩擦几下。

⑨将气球靠近塑料瓶盖上的回形针，但不要与之接触。

实验结果
当气球靠近塑料瓶盖上的回形针时，两张铝箔纸片会 。

实验材料
一张铝箔纸（越薄越好）、一只广口玻璃瓶（1升）、一只能盖住玻璃瓶口的软塑料瓶盖、一枚大回形针、一把尖嘴钳、一块橡皮泥、一把剪刀、一只圆气球（充满气后直径约为23厘米）、一只铅笔
实验分析
这个实验所制作的仪器就称为验电器。

当回形针处在带电区域中时，铝箔纸片就会相互。

头发上的电子被摩擦到气球上，使气球表面带负电。

将带负电的气球靠近回形针时，回形针上的电子就会因为同性相斥而远离气球表面。

电子会沿着回形针下行并在铝箔纸片上聚集。

同样的，带有负电的两张铝箔纸片又会因为同性相斥而互相远离。

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你可能听说过，有的人触电时被电吸住，而有的人触电时却被电打开了，这是怎么一回事呢？
原来，触电就是人体的某一部位接触到带电体，有电流从人人体中通过。

人触电后，主要反应是神经受到强烈刺激，引起肌肉收缩。

大家
知道，手部的动作主要依靠手指的活动，而手指只能向手心方向活动。

当电流不大时如果用手指内侧或手心部位接触带电体，只是手部肌肉的
收缩会使人牢牢握住带电体，这就是电吸。

如果用指尖或手指外侧（手
背部位）接触带电体，肌肉的强烈收缩反而会使手很快脱离带电体，这
就是电打。

另外，当接触到高电压的带电体时，通过人体的电流很大，
有可能是人体全身或局部的神经麻痹，这时人体无法摆脱带电体，看上
去像被电吸住了，在电吸情况下，如不及时切断电源，触电人很快就会
出现皮肤灼焦，呼吸窒息、心脏停跳，造成假死状态。

如不及时抢救，
就会死亡。

在日常生活中一定要注意用电安全。

实验目的
了解日光灯发光的原理，发现平常生活中
最常见的现象的原理。

实验步骤
①将气球吹鼓以后，将气球口扎紧。

②用抹布将日光灯管擦净擦干。

③在一个暗的房间里，将日光灯的一端立在地板上。

④用你的一只手扶住灯管，另一只手拿着气球在灯管上快速地上下摩擦。

⑤将气球靠近灯管。

观察灯管的情况。

实验结果
灯管开始 ，而且不管气球靠近灯管的哪个位置，灯管的那个位置就会开始 。

实验分析
当开关接通的时候，日光灯管就会接通电流，灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。

灯管两端的细灯丝上的化学物质会产生电流，这种电流可以从灯管的一端传到另一端，并且每秒钟会闪烁120次电火花。

电离生热，热量会使灯管里的水银产生蒸气，随后水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。

这种紫外线是人们肉眼看不见的。

在紫外线的激发下，涂在灯管内壁的荧光物质就会发出乳白色的可见光。

将气球在灯管上摩擦，会有同样的现象发生，只不过发光的范围更小。

当气球与灯管摩擦时，会使气球表面的电子增多，从而使灯管里的水银蒸发成蒸气。

就像灯管接通电流时一样，带电的水银蒸气会发出紫外线，使灯管内壁上的荧光物质发出可见光来。

实验材料
一根日光灯管、 一块抹布、 一只气球
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辉光球，人们更多的称之为魔球。

用手指轻触玻璃球的表面时，球内产生彩色的辉光。

这其实是气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程，玻璃球内充有某种单一气体或混合气体，球内电极接高频压电源，手指轻轻触摸玻璃球表面，人体即为另一电极，气体在极间电场中电离、复合、而发生辉光。

所以辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频强电场中的放电现象。

在自然界中这种现象也是存在的，北极光就是一种辉光，它是位于海平面以上800-1000公里的高空的气体，由于受到外界空间高速粒子的轰击，而发出的冷辉光所形成的极光束。

在通常情况下，气体中的自由电荷极少，是良好的绝缘体。

但在某些外界因素（如紫外线、X射线以及放射线的照射，或者气体加热）的作用下，气体分子可发生电离，气体中出现电子和离子，这时在外电场作用下，电子和离子作定向漂移运动，气体就导电。

通常把气体放电粗分成两种类型：依靠外界作用维持气体导电，且外界作用撤除后放电即停止的，称为气体的被激导电；不依靠外界作用，在电场作用下能自己维持导电状态的，称为气体的自激导电。

在气体自激导电时，往往伴有发声、发光等现象。

当气体由被激导电过渡到自激导电时，我们说气体已被击穿或已被点燃。

使气体击穿的最小电压D称为击穿电压。

气体击穿后，由于气体的性质、压强、电极的形状和距离、外加电压以及电源的功率的不同，而可能采取辉光放电、弧光放电、火花放电及电晕放电等形式。

辉光放电是低压气体中伴有辉光出现的自激导电。

外面阳光明媚，晴空万里，你是否想乘坐彩虹色的热气球进行一场美丽而浪漫的飞行之旅。

但是，你有没有想过热气球为什么会升上天空呢？通过本章的实验，你将对这个问题有个深刻的认识。

西湖的音乐喷泉气势恢宏，公园里的喷泉飞珠溅玉，那你想不想做一个你自己的喷泉呢？怎样才能做一个喷泉？它需要什么条件才能喷出来呢？下面我们就来探究一下。

实验目的
了解热喷泉的制作原理并通过探讨问 题了解热胀冷缩的微观原理以及热与压强 的联系，让知道学习的各章内容是有联系 的，能初步体会物理的系统美，科学美！
实验步骤
①在一只橡皮塞上钻一个孔，另一只 上钻两个孔(孔的直径比玻璃管赂小些)。

②将其中一瓶子装满水，再按田l 所 示组装起来。

(为使玻璃管插入橡皮塞容 易些，可在玻璃管上擦些肥皂水)，注意 塞子与瓶口及玻璃管间都需具有良好的 密封性。

③将充满空气的瓶子浸入开水中或用开水浇该瓶，注意观察左管 中的现象(如图2所示)
④将空气瓶事先在冰水中冷却过，重复③的步骤，注意对比和之前实验的效 果。

实验结果
步骤③中的左管会出现 ，步骤④中的左管会出现 。

并且步骤③④相对比， 的现象比较明显。

实验器材
两个烧瓶(或受冷受热不易破的玻璃瓶)、三根玻璃管(两根短些，一根长些)、一根与玻璃管相配的橡皮管、两只与瓶口相配的橡皮塞。

实验分析
1．该喷泉是如何产生的?
原来，由查理定律可知，当右侧气体温度升高时，该空气瓶内气体的压强就会增大，由于右管空气与左管空气相连通，故导致左侧瓶中液面所受的压强增大，在气体压强的作用下，左侧瓶中的水特从玻璃管中被压出，形成咳泉。

该实验也可按分子运动理论来解释：当右侧空气瓶浸入开水中时，瓶内空气温度升高，空气分子的运动速度加快，与之连通的左侧瓶中液面上的气体分子对液面碰撞的频率提高，且每次碰撞的力增大，故掖面单位面积上受到的气体分子的压力增大，即压强增大，在气体压强的作用下，左侧瓶中的水将从玻璃管中被压出，形成喷泉。

2．为什么空气瓶事先在冰水中冷却过效果会更好?
若空气瓶事先在冰水中冷却过，则加热水后气体温度变化大，使气体压强变化也大，故喷泉喷得更高，效果就更好。

实验拓展
1．若换一容积更大的空气瓶，效果将怎么样?
2．在图3装置中，把空的烧瓶倒置，在锥形瓶中加入适量酒精，水槽中盛入水，然后往水槽中加入足量的浓硫酸，结果，你会看到，在烧瓶中形成丁喷泉。

这是为什么？
相关链接
希罗喷泉相传是古代的力学家希罗设计的。

在这里先谈一下它的构造，然后再谈这种有趣装置的新的形式。

希罗喷泉是由三个容器组成的，上面一个是没有盖的碟子a，下面两个是密闭的球b和c这三个容器用三根管子连了起来，连接的方法见图。

在碟子a里装着一些水、球b里装满水、球c里装满空气的时候，喷泉就开始起作用了：水沿着管子从a流到c，把c里的空气排到球b里；球b里的水受到进来的空气的压力，就沿着管子往上冒，在容器a上形成喷泉。

到球b 里的水流完为止，也就是说它里面的水全部流进了球c里的时候，喷泉就停止喷水了。

这就是希罗喷泉的老的形式。

在今天，一位意大利学校教师已经改造了这种喷泉。

这位教师由于自己的物理实验室设备太少，不得不运用自己的创造性来简化希罗的喷泉装置，结果他想出了一种用最简单的设备来制造新喷泉的方法。

在新装置里，药瓶代替了球形容器，橡皮管代替了玻璃管或金属管。

上面那个容器也不一定要穿孔，只要像下图所画的那样，把橡皮管的一端放在里面也成。

经过这样改造以后的仪器，使用起来就十分方便：当瓶b里的水经过碟a全部流进了瓶c的时候，只要简单地把b、c两个瓶子换一下位置，喷泉就会重新喷水；不过不要忘记，同时也要把喷嘴移到另一条管子上去。

改造以后的喷泉还有一种方便的地方，就是使我们有可能任意变动容器的位置，来研究各个容器的水面之间的高度差对水流喷射高度的影响。

a
b
c
哈勃瓶是瓶底也开孔的古怪瓶子(如图1所示)，是美国教育专家D ‘A ·哈勃博士开发的一种有趣的物理演示仪器，用该瓶子及一只气球便可以做一些有趣的实验。

实验目的
理解玻意耳定律和查理定律，能够使用玻意耳 定律和查理定律来解释相应的现象。

体会物理学的 乐趣。

实验步骤
①将一气球放入瓶内，并将气球的口扣在瓶口上，然
后给气球吹气，气球便鼓了起来，再用塞子将瓶底塞住，观察现象。

②将一气球放入瓶内，并将气球的口扣在瓶口上，再给气球吹气，气球能吹大；若将瓶底用塞子塞住，观察现象。

③将气球的口扣在瓶口上，先将瓶在冷水中浸一会儿，取出后用塞于将瓶底用塞子塞住．再将瓶子放入热水中，观察现象。

如果将气球放入冰水中，又会如何。

④用塞子将瓶底塞住，再将一气球放入瓶内，并将气球的口扣在瓶口上，往气球中灌水(见图4)，当拔去塞子时，观察现象。

实验结果
步骤①不用再吹气，气球的口尽管敞开着，气球也不会萎缩掉(如图2所示)。

步骤②无论你用多大的力气也休想将气球吹大。

步骤③气球就自动鼓起来了(见图3)。

气球还会被吸入瓶内。

步骤④气球内的水能冲出l 尺多高（见图5)。

实验器材
瓶底开孔的瓶子一个，气球一个
实验结果分析
你能解释上述实验现象吗?
根据玻意耳定律，在等温的条件下，气体的压强与体积
成反比。

在实验1中，当吹气后用塞子塞住瓶底时，气球的
口是敞开着的，在橡皮膜的弹力作用下，气球会略有收缩，
此时瓶内与气球之间的气体就会由于膨胀而使压强小于外
界的大气压强，当外界的大气压强等于瓶内气体压强与气球
弹力产生的压强之和时，气球就不会再收缩了。

在实验2中，吹气时，使气球体积略有增大，瓶内气体
的体积就会减小，由玻意耳定律，瓶内气体的压强就会增大，
作用于橡皮膜上的力就增大，因此很难将气球吹大。

根据查理定律，在等容的条件下，气体的压强与温度成正比。

在实验3中，当温度升高时，瓶内气体的压强会增大，故气球会鼓了起来，直到内部气体的压强等于外部气体压强加上橡皮弹力的压强时，气球的大小就稳定了。

反之，当温度降低时，瓶内气体的压强会减小，故气球便在外界大气压强的作用下，被压入瓶中。

在实验4中，当向气球内装水时，气球体积增大，导致瓶内气体体积减小，由玻意耳定律可知，瓶内气体的压强增大。

当突然拔去塞子，瓶内气体压强突然减小，使气球迅速膨胀，气球内部水的重心降低。

当重心达到平衡位置时，由于惯性，重心将继续下降—段距离，此时水受到橡皮膜向上的弹力大于水的重力，故水将向—冲出。

各类弦乐器管乐器发出悦耳悠扬的声音，但是它们是怎么发声的呢？你是否也想做一个你的乐器呢？
实验目的
明白笛子的长短会影响音阶的高低
实验步骤
①在吸管一端的两侧各剪下1.3厘米，这样就形成 了笛子的簧片部分。

②将簧片部分放入口中。

③用你的双唇压住簧片，吹奏笛子。

你可能需要多试几次，并且改变双唇的压力，直到它发出声音。

④当你在吹奏吸管笛子时，将吸管的尾端剪掉一截，并注意观察音调的变化。

实验结果
吸管越短，笛子发出的音调就越 。

实验分析
声音是由吸管以及吸管里的空气的振动而产生的。

通过控制吸管的长度，改变在吸管中振动的空气柱越长，发出的声音音调就越 。

实验拓展
你是否能想个办法能让吸管不仅能改变音调也能不改变吸管的长度？尝试用吸管来演奏一首曲子。

实验材料
一根吸管，一把剪刀，一把尺子，一支签字笔。