就地取材做物理实验

就地取材做物理实验
作者：侯贺森
来源：《物理教学探讨》2008年第02期
物理实验不能仅局限于实验室的现有仪器，我们身边的许多东西都是重要的实验资源，利用它们来做实验，简便直观、有利于培养学生的动手操作能力，发展学生的独立实验能力和创新意识和创新能力。

比如杯子、铅笔、手帕、蜡纸、钮扣、蜡烛、玻璃板等都是生活中很容易
找到的，利用这些可以设计出许多有趣的物理小实验。

1 力学实验
（1）左右手各伸一手指，将铅笔放在两手指上，两手指同时向铅笔中间移动，发现两手指只能交替移动。

说明：根据杠杠原理，两手指所受铅笔的压力交替变化；滑动摩擦力的大小
和压力有关也交替变化，受摩擦力小的手指先移动。

（2）用笔尖和笔尾分别按到手指上，感觉到笔尖按下去更疼。

说明压力产生的效果与受力面积有关。

（3）迅速向右移动装满水的杯子，发现水从左面流出；杯子突然停止运动，水从右面流出。

说明：由于惯性的原因，原来静止的水要保持静止状态，水从右面溢出。

当杯子突然停止
后，杯内的水要继续向右运动，水从右面流出。

（4）把蜡纸平放在水面上，在蜡纸上放纽扣；不断地往水里滴入洗餐剂，蜡纸和纽扣会慢慢沉下去了。

说明：洗餐剂会分解蜡纸表面油脂，使水附着在蜡纸上，进而使蜡纸的重量增加，蜡纸和纽扣自然就会慢慢沉下去了。

（5）把手帕盖住杯口，用橡皮筋绑紧；打开水龙头，让水冲在手帕上，水流进杯子里约七、八分满后关闭水龙头；把杯子迅速倒转过来，杯口朝下，同時以中指往上一压手帕，看到手帕往上凹进去水不会流出来。

拉紧手帕，将手帕往上提，看见许多气泡由下往上，说明：手帕的纤维间的空隙很小，水的表面张力足以挡住杯内的水。

手帕往上提，這时，手帕所包住的体积变大，杯內的压力就小于杯外的大气压，杯外的空气穿过手帕的小孔成为气泡往上冒。

（6）把一段蜡烛头粘在瓶底，瓶子用细绳吊起来，提在手中。

点燃蜡烛，盖上盖，用手提着瓶子，突然，手拉着绳子向下降，发现本来朝上的火苗，很快缩成了小火球。

说明：火苗
是冷热空气对流造成的，在失重情况下，冷热空气不对流了，火苗自然就缩成火球。

由于得不到氧气的补充，火球又会很快熄灭。

（7）两只同样的圆柱形瓶子，一只装满水，一只装满泥砂、木屑等杂物，它们的重量一样。

把两只瓶放在斜面的顶部，让它们同时向下滚。

装水的瓶子滚得快。

这是因为瓶子下滚的时候，虽然两只瓶子与木板的摩擦是一样的，由于惯性原因水是不滚动的，而泥砂因受到瓶子的摩擦力的作用会随着瓶子一起滚动，瓶子要带动泥砂一起滚动，所以也就滚得慢了。

（8）把两只上口大、下底小的纸杯，叠放在一起。

将一枚纽扣放在两纸杯之间，使它们中间留有缝隙，对着两只杯子之间的缝隙吹气。

这时候，上面一只纸杯会跳出杯外，说明：对
着杯之间的缝隙吹气时，气在杯之间形成一股压缩气垫。

气垫把上面一只杯子跳出杯外。

（9）用透明玻璃瓶装入一些自来水，拿在手上一摇晃，产生的气泡纷纷上浮。

发现大气泡上升得快，小气泡上升得慢，有些极小的气泡要过很久才能浮到水面。

说明：因为气泡越大，它所受到的水的浮力也越大，所以大气泡自然上升得快。

（10）将杯子中装满水，用一玻璃片盖上，玻璃片在杯子的上面，两手捏着玻璃片可以把
满杯水“拎”起来，杯子纹丝不“掉”。

说明：大气压力的作用将杯水“托”了起来。

2 声学实验
（11）拿铅笔敲打装了水的玻璃杯，重敲比轻敲时水振动得更厉害，听起来声音更响。

这说明声音的响度与振幅有关．玻璃杯中分别装上不同高度的水，用同样的力敲击，听起来声音
不同。

这说明声音的音调和发声体振动的频率有关。

（12）把耳机装进一个小气球内，把气球吹鼓些，用线扎紧气球口。

播放一段音乐，音量要开得稍大一些。

这时候听到从气球处传来了音乐声。

这是因为空气传播的声音。

将带有耳机的气球完全浸入盛有水的杯子中，声音很快便消失了。

这时候，如果把耳朵贴在杯子壁，又能听到悦耳的音乐，竟然比在空气中还清楚呢！说明：液体、固体和气体都能传播声音，由于水中的声音被水面反射不容易传出出水面，外面自然就听不到了。

在水里，声音的振动引起周围水的振动，并传播到杯子壁，引起杯子的轻微振动，所以，耳朵靠在杯壁上，能听到音乐声。

3 光学实验
（13）用细线捆住一个小平面镜，浸入水中。

让阳光照射到平面镜上，不断改变平面镜浸入水中的深度，反射光会不断改变颜色。

当平面镜由浅入深时，光的颜色会发生如下变化：白色--黄白色--橙色--红色--暗红色。

白光中波长较短的紫、蓝等色光的穿透能力差，经过液层时，被水分子和悬浮的小颗粒散射了，无法通过液层；而黄、橙、红色光的波长较长，并且后者比前者更长，它们的穿透能力也一个比一个强，所以发生上述情况。

（14）向杯中加入约四分之三满的水，把铅笔放入杯中并拿着杯子，伸直肩臂，使杯子面对实验者，慢慢把杯子移到头的上方。

注视铅笔和水面以下的区域，发现看不到水上面的铅笔。

当水杯移到头的正上方时，才能看到铅笔及水面上的物体。

说明：从下朝上是以一个斜角注视水的表面，这个水面就象面镜子，光线被反射回来。

当水杯移到头的正上方时，镜子效果就消失了，又能看到水上面的东西了。

4 热学实验
（15）取一个洁净干燥的玻璃杯，在杯内一侧均匀地涂一薄层洗净剂，再将杯子倒扣在盛有开水的暖瓶口上方。

过几秒钟后，拿起玻璃杯就会发现，没有涂洗净剂的部位布满小水珠，雾茫茫的；而涂有洗净剂的部位却没有小水珠，仍然是透明的。

说明：水蒸气遇冷会在玻璃杯壁上凝结成许多小水珠所以看上去雾茫茫的。

洗涤剂能降低水的表面张力，使水蒸气不能凝结成小水珠，而紧贴玻璃形成一层均匀的水膜，所以看上去仍是透明的。

这就是玻璃防雾剂的原理。

（16）找一块玻璃板，放在水里浸一下，然后一头放在桌上，另一头用几本书垫起来。

将一只玻璃杯，杯口沾些水，倒扣在玻璃板上。

这时，手拿点着的蜡烛去熏烧杯子的底部，就会发现玻璃杯竟会自己往下滑去。

说明：当烛火熏烧杯底的时候，杯内的空气渐渐受热膨胀将杯子顶起。

杯子在重力的作用下下滑。

（17）在瓶子盖上钻个孔，插入吸管，并用橡皮泥将吸管周围密封。

在瓶子中倒入一些冷水，摇晃均匀后把水倒出来。

将一刚熄灭的火柴扔进瓶子中，让烟进入瓶子。

拧紧瓶盖，通过吸管向瓶子中用力吹气。

停止吹气后瓶中就产生了云。

说明：往瓶中吹气，增加压力。

松开吸管后气压下降，空气变冷了。

瓶中的水蒸气附着在烟中的尘粒上，凝结成极小的水滴，许多的
小水滴就形成了云。

（18）把纽扣放入一盘子里，往盘子中倒入水，使水刚好能浸没纽扣；在盘子上立起一支点燃的蜡烛，用玻璃杯罩住点燃的蜡烛以及纽扣。

蜡烛很快熄灭，玻璃杯子中的水面上升了，纽扣露出了水面。

说明：蜡烛燃烧加热了杯内的空气，一部分空气因受热体积膨胀而跑出杯
子，使杯中的气压小于外部的气压，水就被外部的空气压力压进杯子里。

（19）杯子里装满水，杯内的水面平静后，均匀地撒入磨得很细的胡椒粉，直到胡椒粉盖在整个水面。

慢慢地将手指触及水面，发现手完全没有被水浸湿。

说明：伸进水里的手指，胡椒粉强化了水的表面张力，使水分子聚合在一起，受到手的外力挤压收缩。

手指没有击破水面，手指不会变湿。

用身边的日常物品和器具做实验，可以突破时间、空间上的限制，引导学生自觉、主动地感受物理，激发学生探究物理问题的愿望，提高学生的科学素养，从而使学生学会探究性学习，最终“学会学习”。