简易气体惯性演示仪的研制
气体惯性演示仪器
作品说明(100字以内):
榆林市第一中学王英
惯性,这是自然界中任何物体都具有的一种属性。
汽车的突然起动或猛然刹车,车里的人向后或朝前倾,就是大家熟知的惯性现象。
其实气体也有惯性。
但气体的惯性不易察觉,下面的所介绍的仪器可以有效地证明气体具有惯性。
一、所需材料
如下图所示,3支等高蜡烛(高约4cm)、木板(长30cm款5cm)、营养品的铁筒、橡皮膜、细绳、火柴。
二、仪器制作步骤
1、3支等高蜡烛排成一列固定在木板上蜡烛间距约2cm;
2、取一个营养品的铁筒,一端去掉原来铁
质底面,用橡皮膜蒙在该底面并用绳捆紧,
另一端底面钻开一个直径约1cm的圆孔;
3、将制作好的铁筒固定在木板另一端,确
保圆孔对准蜡烛队列的上端的灯芯。
三、实验原理、演示操作及其现象解释
1、原理:气体也具有惯性。
2、演示操作:点燃三支蜡烛;用适当的力弹橡皮膜,蜡烛灭。
3、实验推理:用适当的力弹橡皮膜后,铁筒内的气体会以一定的速度从圆孔运动出来,蜡烛被吹灭,说明从圆孔运动出来的气体具有保持着原有的运动状态生物性质(具有惯性),才得以将燃烧的蜡烛吹灭。
4、结论:气体具有惯性。
四、注意事项
1、为使实验的效果明显,蜡烛的灯芯不宜太长,圆孔对准灯芯的根部;
2、为排除干扰,实验环境要求无风;。
初中物理创新实验惯性演示器———设计方案
初中物理创新实验惯性演示器———设计方案一、概述牛顿第一定律是物理学中非常重要的定律之一,它揭示了物体的一个重要性质——惯性,即一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
该定律安排在人教版初中物理第十二章第五节进行教学,是研究运动和力的基础。
在人类社会生活和生产实践中具有重要的指导作用。
回顾物理学发展史,从亚里斯多德的《物理学》问世到现在已经有约二千三百年的历史,但是在牛顿第一定律未发现的前二千年中,物理学发展一直举步维艰,原因是什么?原因是人们受到了亚里斯多德提出的力是物体运动原因的错误理论的束缚。
直到后来牛顿第一定律产生,人们对物理学的研究才仅仅约三百年的时间,就有了突飞猛进的发展,可见,这一定律有多么的重要。
但是,在对这一定律的教学中,人们又无法设计一个好的实验来直接验证,因为在实际中找不到不受力的物体。
在这里,我根据牛顿第一定律,以钢球为研究对象,利用平衡力使小车连同所携带的钢球产生近似匀速直线的运动,忽略空气对前进钢球的阻力,运用推理的方法对物体这一重要性质——“惯性”加以说明。
此实验还有好多方面有待完善,敬请各位同仁不吝赐教。
二、设计思路该实验利用“惯性定律——一切物体在不受力时,总保持静止或匀速直线运动。
”进行设计。
重点说明物体在不受力时保持其原来匀速直线运动的情况。
实验时,让携带钢球的小车产生近似匀速直线的运动,当钢球脱离发射器后(如果忽略空气对它的阻力,在水平方向上钢球不受其它力的作用),从高处落下,恰巧落在了保持匀速直线运动小车的回收仓里。
这一事实说明,原本做水平直线运动的钢球不受力时,在其下落过程中始终保持在回收仓的正上方随小车一同继续着原来水平方向的运动。
另外,顺便对教材第46页图12.5—5演示静止的装置做了一点小小的改动,即把其中的弹片改为弹簧,使得成功率提高了一些。
三、、基本结构如图1所示,该仪器主要由跑道、跑道调节器、小车、立杆、小车推动器、弹道平台、投弹器、钢球、钢球回收仓和钢球托片等构成。
自制惯性演示仪
自制惯性演示仪作者:刘玲来源:《物理教学探讨》2019年第01期摘要:笔者利用生活中的物品,经再次加工组装制成一个惯性演示仪。
使乒乓球从匀速运动的小车上被竖直弹出,最终又落回小车上。
这一实验让学生增加了感性认识,加深了对惯性的理解。
关键词:自制;惯性;演示仪中圖分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2019)1-0055-1在教科版八年级物理下册第二十六页的讨论交流问题“免费旅游的办法可行吗?”中提出了:由于地球在自转,当人跳起很高后再落回地面时,就可能落在别的地方,从而实现免费旅游。
这一问题对于初中学生来说难以理解。
为了更直观地分析,笔者自制了一个惯性演示仪,使乒乓球从匀速运动的小车上被竖直弹出,最终又落回小车上。
现将自制惯性演示仪介绍给大家,供教学参考。
1 仪器组成部件及制造笔者利用生活中的物品,经再次加工组装制成惯性演示仪,如图1所示。
其中:①是用小米手机盒做成的仪器底座;②是用内径比乒乓球稍大的塑料铅笔筒做成的发射筒;③是用1.8 mm的钢丝加工做成直径比发射筒内径稍小的大弹簧,作为发射器;④是用雪碧大饮料瓶颈部部分做成的接收器;⑤是用1.8 mm的铁丝根据杠杆原理做成的触发器;⑥是用直径比发射筒内径稍小的瓶盖和长细线组装在一起来控制大弹簧形变的控制器;⑦是实验室中的大轮平板小车;⑧是用固定气球的塑料杆做成的压弹簧用的细长杆;⑨是实验用乒乓球。
2 仪器工作原理及操作实验时,用细长杆把大弹簧压缩到最短,同时拉动细线,并将其套在触发器的触发杆A 上。
再把乒乓球放入发射筒中,这样就准备就绪。
当外力使触发器上的触发杆B沿逆时针转动时,其凸出处将释放触发杆A,触发杆A将顺时针转动,又将释放细线,这时大弹簧将弹起,发射筒内的乒乓球被竖直弹出,做竖直上抛运动。
3 用自制惯性演示仪做实验如图2所示,把一长木板左端适当垫高一些,使小车刚好能沿斜面匀速下滑。
再在长木板旁边放一个固定的倒立的L型金属杆,这样轨道就准备好了。
气体浮力演示仪的制作与演示
气体浮力演示仪的制作与演示作者:唐雅静来源:《中学物理·初中》2016年第09期1问题的提出八年级下册教科书上定义浸在液体或气体中的物体,受到液体或气体向上的托力,这个力叫做浮力.气体浮力很小、学生很难直观地感受到.书上通过提出问题,气球为什么能够腾空升起,以及课后一道习题:汉代曾发明的可作为军事信号的“孔明灯”灯笼升空的原理.用这两个问题来感受浮力,笔者认为学生对浮力感受的冲击力还不够强烈.通过本文介绍的自制教具,让学生真真切切地感受到气体浮力的存在.2气体浮力演示仪的制作2.1材料准备玻璃鱼缸、真空罩的底盘(拆除闹铃)、废旧天平(需要横梁、指针、分度盘、标尺、游码)做杠杆、其中游码微调的作用、木块做支架、直径10 cm的塑料球(不能漏气,不易形变),50 g砝码、抽气机、网线(抽去芯内的导线做抽气管道)、泡沫双面胶(密封的作用)、细铁丝(用于加长塑料球一端的力臂)、三通管和夹子(放气)、橡胶管(抽气接口)、棉线等.2.2制作过程拆除废旧天平的底座(保留横梁、指针、分度盘、标尺、游码),左端挂塑料球,右端挂砝码,通过铁丝加长塑料球端的力臂,最后通过游码微调,让杠杆平衡.然后用钉子固定在真空罩抽气机的底盘上,盖上玻璃罩.用厚的泡沫双面胶密封.注意事项:这是由于塑料球体积较大,受到气体的浮力大于砝码的缘故.由于气体浮力很小,塑料球的体积不宜过小,体积过大需要的玻璃罩空间又太大,抽气时间较长,所以塑料球直径10 cm为宜,同时借助天平的横梁做杠杆,利用分度盘显示偏转情况,同时加大塑料球一侧的力臂,放大偏转角度.同时密封效果要好.3实验演示天平横梁是实验的平衡装置,打开抽气机逐渐从玻璃罩中抽气,可观察到塑料球的一端下沉;由于气体浮力很小,这时我们可以从分度盘上看到指针偏向塑料球一端.打开进气阀让气体进入,发现天平重新平衡.可以重复实验.实物照片如图1所示.。
一种惯性现象全方位演示教学仪[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610476233.8(22)申请日 2016.06.22(71)申请人 刘绍家地址 518055 广东省深圳市南山区西丽润城花园4栋601房(72)发明人 刘绍家 (51)Int.Cl.G09B 23/08(2006.01)(54)发明名称一种惯性现象全方位演示教学仪(57)摘要本发明提供了一种惯性现象全方位演示教学仪,包括四轮平板小车、复写纸、弹射装置、速度控制器、遥控器,所述四轮平板小车上方设有复写纸,所述四轮平板小车中间设有弹射装置,所述弹射装置一侧设有速度控制器,所述速度控制器隐藏在四轮平板小车的平板下面,所述遥控器与所述弹射装置信号连接,所述遥控器与所述速度控制器信号连接,所述弹射装置与所述速度控制器信号连接。
本发明的有益效果在于:通过演示八个有趣的惯性实验,学生愉悦地直观感受,获得知识,牢牢掌握一切物体都有惯性这个物体的属性,将对静止的物体有惯性,有什么惯性,运动的物体有惯性,有什么惯性,有全新的认识和理解。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 106023733 A 2016.10.12C N 106023733A1.一种惯性现象全方位演示教学仪,其特征在于:包括四轮平板小车、复写纸、弹射装置、速度控制器、遥控器,所述四轮平板小车上方设有复写纸,所述四轮平板小车中间设有弹射装置,所述弹射装置一侧设有速度控制器,所述速度控制器隐藏在四轮平板小车的平板下面,所述遥控器与所述弹射装置信号连接,所述遥控器与所述速度控制器信号连接,所述弹射装置与所述速度控制器信号连接。
2.根据权利要求1所述的惯性现象全方位演示教学仪,其特征在于:所述复写纸下方设有白纸。
3.根据权利要求1所述的惯性现象全方位演示教学仪,其特征在于:所述弹射装置包括弹射控制器、钢球、弹射筒、第一电池,所述弹射装置内设有弹射控制器,所述弹射控制器一侧设有若干钢球,所述弹射筒位于所述弹射装置上方,所述第一电池位于所述弹射装置右侧,所述弹射控制器与所述第一电池电连接,所述弹射控制器与所述遥控器信号连接,所述弹射筒与所述弹射控制器信号连接。
横道中学物理小发明、小制作活动五(自制惯性演示仪)[1]
年班组别:成员:成绩:优良差惯性演示仪材料准备:弹片底座支架薄片重物制作过程:将弹片固定在底座上,拨动后观察大致的振动范围。
选择合适的位置安装支架,使得支架顶端在弹片振动范围内,并且有比较合适的撞击力。
固定好支架,在支架上从下往上放上薄片和重物。
操作及现象:将重物和薄片按顺序摆放。
拨动弹片,将薄片撞出,发现重物能落在支架上,而没有随薄片一起飞出。
原理解释:薄片受到撞击后急剧改变运动状态,高速飞出。
重物并未受到撞击,忽略薄片对它的摩擦力作用,认为重物在水平方向上不受力的作用,所以水平方向上不改变运动状态,不会运动。
薄片飞出后,由于重物受到地球对它的重力作用,而落到支架上。
忽略薄片的厚度,则可认为物体没有运动。
因此,可以说:重物由于惯性,保持了原来的运动状态而停在原处。
小窍门:为了提高演示的成功几率,同时使现象更明显,在制作过程中可以参考以下几个小窍门:*弹片的弹性要尽可能好。
这样薄片与物体间存在摩擦力的时间就短,减小重物的水平方向微动。
*弹片和支架之间的位置要仔细调试。
太远,弹片给与的撞击速度不够;太近,要防止弹片撞到重物或支架。
*重物和弹片的接触面间要尽可能光滑些。
这样可以减小摩擦力,减小重物的水平方向微动。
*支架上的支撑面要适当宽些。
考虑到重物落下时的速度和水平方向的微动,太窄则可能使得重物的重力作用线偏出支撑面,导致演示失败。
注:1、本次活动本着“从生活走进屋里,从物理走进社会”的理念。
2、本次活动内容:自制惯性演示仪。
3、以小组为单位,进行综合评比。
横道中学物理组。
制作简易的惯性轮实验装置——物理教案
制作简易的惯性轮实验装置——物理教案导语:物理学中惯性轮实验是非常重要的一个实验,它能很好地解释惯性现象和角动量守恒的原理,不仅可以拓宽学生的物理学知识,还可以培养其物理实验技能和探索精神。
本文将介绍一种制作简易的惯性轮实验装置——物理教案,希望可以给广大物理教师和学生提供一定的借鉴价值。
实验装置材料清单:猪肋骨、弹簧、小涡轮、电线、直流电机、木板、螺钉等。
制作步骤:步骤一:将猪肋骨清洗干净,将骨头中间的薄层切下,或使用手工工具将骨头中间的髓清除干净,然后将清理后的猪肋骨平放在桌面上,用直尺把骨头两端的高度测出来,这个差值是猪肋骨的“擺幅”。
步骤二:将弹簧固定在猪肋骨杆子的上方,使弹簧与杆子平行,这样就能够保证猪肋骨能够完全自由地旋转。
步骤三:将小涡轮、电线和直流电机连接在一起,将其固定在猪肋骨杆子的上方。
它们将使猪肋骨自动地旋转,产生巨大的惯性力和惯性转矩。
步骤四:将制作好的装置固定在木板上,使用螺钉将其固定。
步骤五:在制作好的物理教案上进行实验,可以先将教案调整到平衡状态,然后通过吹气或吹风机等方式给予装置一个旋转的速度,再将旋转物体倒转,就能看到惯性力和惯性转矩的作用了。
实验原理:通过这个简易的实验,我们可以得到非常有意义的结果,这个实验的原理是:当一个物体处于自由旋转时,它会受到惯性力和惯性转矩的作用。
惯性力会使物体保持原来的状态并进行旋转,而惯性转矩会使物体通过惯性力发生的变化而改变它的运动状态和姿态。
这个实验对我们的生活和工作都有很大的指导意义。
比如说航空航天领域,探测车在行驶过程中需要改变自己的速度和方向,这个时候就要利用惯性轮的惯性力来达到这一目的。
总结:通过这次物理实验我们可以得到一些非常有意义的经验和启示。
一方面我们可以更加深入地了解惯性力和惯性转矩的原理,另一方面通过实验装置的制作和调试,我们也能够提高我们的动手实验技能。
在今后的物理学习和教学中,这个简易的实验装置将会起到非常重要的作用,有助于我们更深入地探索物理学的奥秘。
惯性实验教具的设计与制作
惯性实验教具的设计与制作
惯性实验教具是用来表示物体作用于受惯性力的一种观察工具。
它们可以用来说明均匀线性运动,加速的运动,旋转的运动和受惯性力的运动。
要制作惯性实验教具,可以使用木板或五金材料,紧固件和不锈钢丝缆。
在准备工作阶段,你需要先绘制一个设计图,并选择使用什么材料。
然后,把要使用的材料准备好,碰到木板或五金材料时,应采取适当的安全措施。
此外,紧固件如螺栓,螺母和螺柱,也可以用它们组件提供可靠的连接。
紧固件拧紧时,一定要根据手册里规定的要求来操作,以防止松动。
接下来,在两个木板之间拉一根不锈钢丝缆,并将它固定在木板上。
然后,在一端挂上一个小重物,作为绳子末端,另一端可以拿在手里,以表现物体受惯性力的效果。
最后,你可以根据实验需要,做一些细微的调整,比如改变弹簧的长度。
如果你的调整得当,就可以完成制作惯性实验教具的过程。
通过以上步骤,我们可以完成制作惯性实验教具的过程,以便于在实验中更好的观察物体受惯性力的效果。
这也使学生们更有兴趣地学习物理,更深入地了解物理知识。
惯性演示器实验报告
惯性演示器实验报告实验目的通过搭建惯性演示器实验装置,观察和分析在不同力的作用下,质点的运动规律,探究质点受力与加速度关系的数学模型,并验证惯性定律的有效性。
实验器材1. 惯性演示器装置2. 重物3. 弹簧秤4. 实验平台实验原理惯性演示器是一种用于演示力学原理的实验装置,由一个水平悬挂的轻质小车和上面的质量物体组成。
当水平轻轨上没有外力作用时,质量物体对小车施加一个恒定的拉力,使小车受到一个向前的加速度。
实验步骤1. 将实验平台摆放在水平地面上。
2. 将惯性演示器装置放在平台上,并保证其水平。
3. 挂上重物,调整弹簧秤的读数,使质量物体对小车施加一个拉力,但不致使小车发生滑动。
4. 清除实验数据,开启计时器。
5. 释放小车,观察小车的运动情况。
6. 停止计时器,记录小车的运动时间和所走过的距离。
7. 重复步骤3-6,增加重物的质量。
实验数据记录与处理码重(g)所用时间(s)运动距离(cm)100 2.5 30200 2.6 60300 2.8 90400 2.9 120500 3.1 150运动距离与所用时间的关系可表示为:s=vt其中,s为运动距离(cm),v为速度(cm/s),t为所用时间(s)。
由于惯性演示器实验装置没有受到外力的作用,可以推导出加速度与质量物体的质量成正比关系。
设加速度为a,质量物体的质量为m,则有:a=\frac{F}{m}其中,F为质量物体对小车施加的拉力。
根据惯性演示器的设计原理,F可近似视为恒定值。
实验结果与分析根据实验数据计算得到速度v与所用时间t之间的关系如下表所示:码重(g)所用时间(s)运动距离(cm)速度(cm/s)100 2.5 30 12200 2.6 60 23300 2.8 90 32.1400 2.9 120 41.4500 3.1 150 48.4根据速度和所用时间的关系式可以得到:v=\frac{s}{t}其中,v为速度(cm/s),s为运动距离(cm),t为所用时间(s)。
自制物体惯性的“相对性”演示仪
Vol.48 No.11Nov.2019教学参考实验研究自制物怖惯牲的“組对牲”演示仪李福成(新疆维吾尔自治区库车县第三中学新疆阿克苏842000)文章编号:l〇〇2-218X(2019) 11-0057-01一、设计背景惯性定律(牛顿第一定律)是物理学的基石。
人 教版高中物理必修一第四章第一节“牛顿第一定律”在分析惯性与质量时说“观察和实验表明,对于任何 物体,在受到相同的作用力时,决定它们运动状态变 化难易程度的惟一因素就是它们的质量。
”但没有说 明可以通过什么实验来观察这个现象,实验室也没有 现成的实验器材来验证。
同时,笔者在多年的教学 中,更未曾见到有一个实验仪器能同时演示固体、液体、气体的惯性。
再者,学生对孤立的固体、液体、气 体的惯性现象或许可以解释,但对于三者惯性“相对 性”的比较,更是一个认识的盲区。
二、科学方法和科学原理物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的 性质叫做惯性。
惯性是物体的固有属性,物体惯性与 物体的质量有关,质量越大,惯性越大,反之亦然。
物体 惯性的大小表现为物体的运动状态改变的难易程度。
三、实验器材及组装一个冰箱收纳箱,一个铁球,一个乒乓球(充当空 气球),将铁球用细线从容器顶部吊起来,将乒乓球用 细线拴在容器底部,实验时将容器盛满水并加盖密封。
四、实验过程及现象解释1. 固体惯性的演示本仪器中去掉乒乓球,并且无须装水。
可通过使 容器沿水平方向做匀变速直线运动,演示铁球相对于 容器的运动情况,即固体的惯性。
用所学的惯性知识 加以解释。
2. 液体惯性的演示本仪器中去掉悬挂的铁球和乒乓球,向容器中倒 入一定高度的水(只要水未装满容器即可)。
使容器 沿水平方向做匀变速直线运动,观察水面的高低起伏 情况,演示水相对于容器的运动情况,即液体的惯性。
用所学的惯性知识加以解释。
3.固体、液体、气体三者惯性“相对性”的演示在该实验进行之前可先为学生设置一个问题,引发 学生对于原有的经验判断与实际实验现象的冲突,增加 该实验的神秘性,激发学生进一步探究问题本源的兴趣。
自制液体与气体惯性演示仪
自制液体与气体惯性演示仪作者:***来源:《中国教育技术装备》2021年第11期摘要【目的】結合教材,帮助学生理解“一切物体都具有惯性”。
【方法】自制液体惯性演示仪和气体惯性演示仪,演示液体与气体的惯性。
【结果】液体惯性演示仪:当玻璃管向下运动时,玻璃管中的水保持静止状态,演示了液体具有惯性。
气体惯性演示仪:短距离内烟圈的水平匀速运动演示了气体具有惯性。
【结论】自制液体惯性演示仪和气体惯性演示仪,能够生动形象地演示液体与气体具有惯性,使学生形象地理解惯性的概念,弥补教材的不足。
关键词惯性;液体;气体;惯性演示仪;牛顿第一定律中图分类号:G633.7 文献标识码:B文章编号:1671-489X(2021)11-0134-030 引言从牛顿第一定律可以知道,如果物体不受力的作用,原来静止的物体一直保持静止状态,原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,人们把这种性质叫作惯性[1]。
通过分析,可以发现教材这段话有两层含义:一是对惯性进行了定义,即物体保持原来运动状态不变的性质叫作惯性;二是阐述了具有惯性的物体的范围,即一切固体、液体和气体,不论其处于静止状态还是运动状态,都具有惯性。
随后的教材内容讲述了两个惯性现象。
一是静止的物体具有惯性:用力弹出小球底下的金属片时,小球不随金属片飞出。
二是运动的物体具有惯性:汽车突然刹车时,乘客身体会前倾;汽车突然开动时,乘客身体向后仰。
两个利用惯性的例子:跳远运动员助跑以提高成绩;撞击锤柄下端,锤头就会牢牢地套在锤柄上。
防止惯性带来危害的例子:交通工具要配备刹车系统、安全带和安全气囊。
但是,每一个事例都限于固体的惯性,对于液体和气体的惯性却未提及。
于是,笔者制作了液体惯性演示仪与气体惯性演示仪作为教材补充并运用在教学中,收到良好效果。
1 准备材料与工具1.1 液体惯性演示仪所需材料:外径32 mm、长30 mm的透明亚克力管道,外径17 mm、长4 mm的透明亚克力管,厚3 mm的透明亚克力平板,厚3 mm的橡胶板,101胶,热熔胶,外径17 mm、长600 mm的玻璃管(锅炉销售处有售),外径16 mm的铝塑管配套管件,厚3 mm左右的塑料板,电工胶带,橡皮筋,自攻螺丝,小螺丝配套螺母,24 V DC电动机(纯净水机设备上使用电动机),0~12 V可调教学电源,旧仪器底座及支架材料PPR管。
演示液体和气体惯性的仪器
演示液体和气体惯性的仪器
惯性,这是自然界中任何物体都具有的一种属性.汽车的突然起动或猛然刹车,车里的人向后或朝前倾,就是大家熟知的惯性现象.其实液体、气体也有惯性.
找一个直径l厘米左右、长约30厘米的玻璃筒,或其它类似的硬塑料管(最好是透明的).一端用塞子堵死,塞子中间要打一个圆洞,圆洞的直径约4~5毫米,比自行车上用的大号钢珠(直径约6毫米)小一点即可;再找一个大号钢珠,如图所示把它们装在一起.取一个大烧杯或其它稍大点的容器,装满水.把装配好的玻璃筒放入水中,让带塞子的一端朝下,上下抖动,便会看到水慢慢地沿玻璃筒上升,并从上面冒了出来(如图1).
这是因为玻璃筒向下运动时,由于惯性筒中水没有下来,杯中水却由于惯性把钢珠顶起进入筒中;筒向上运动时,钢珠堵住塞上的圆洞,筒中水受力随筒向上运动.这样筒中水便会慢慢增多.
说明气体也有惯性的实验如下:找一个废弃的圆铁盒,如盛麦乳精或其它营养品的铁筒.在铁筒的底部用剪子剪出一个直径3~4厘米的圆孔.铁筒的另一面用橡皮膜蒙上并用绳捆紧.朝圆孔处点燃蚊香,使筒内
灌满烟气.左手拿住铁筒,使其呈水平状态,用右手有节奏地轻拍橡皮膜,便会看到从小孔处喷出一环一环的烟圈,水平匀速向前运动(见图2).如能从斜侧面用灯光照射,烟圈会看得更清楚.烟圈被挤出铁筒后匀速前行,说明以气体状态存在的烟气也有惯性.。
惯性演示器实验报告
一、实验目的通过本次实验,了解惯性演示器的原理,观察物体在受力情况下的运动状态变化,验证牛顿第一定律的正确性。
二、实验原理牛顿第一定律(惯性定律)指出:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性演示器通过演示物体在受力情况下的运动状态变化,来验证牛顿第一定律。
三、实验仪器1. 惯性演示器(静态演示器和动态演示器)2. 钢球3. 红色塑料片4. 弹簧片5. U形合金铝槽6. 斜面小车7. 插杆8. 电压表9. 计时器四、实验步骤1. 静态演示器实验(1)将红色塑料片平放在Z形支架的上台面上,凹痕正好处于台面上中心圆孔圆心的正上方。
(2)将钢球放稳在红色塑料片的凹痕上。
(3)左手扶住底座,右手将弹簧片向外拨动3cm左右。
(4)释放弹簧片,观察红色塑料片被击发离开台面,钢球落在台面中心的圆孔上。
2. 动态演示器实验(1)将U形合金铝槽固定在小车上。
(2)将钢球放入U形合金铝槽中。
(3)调整斜面小车,使小车在水平方向上匀速运动。
(4)当小车受到牵引力的变化时,观察钢球在铝槽中的运动状态。
(5)改变牵引力的变化,重复步骤(4),观察钢球在铝槽中的运动状态。
五、实验现象1. 静态演示器实验现象:当弹簧片释放后,红色塑料片迅速飞离台面,钢球落在台面中心的圆孔上。
2. 动态演示器实验现象:当小车受到牵引力的变化时,钢球在铝槽中沿槽朝加速度相反的方向开始滚动。
六、实验结果与分析1. 静态演示器实验结果:红色塑料片在弹簧片的冲击下迅速飞离台面,钢球落在台面中心的圆孔上。
这表明物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态。
2. 动态演示器实验结果:当小车受到牵引力的变化时,钢球在铝槽中沿槽朝加速度相反的方向开始滚动。
这表明物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态。
七、实验结论通过本次实验,我们验证了牛顿第一定律的正确性。
惯性演示器能够直观地展示物体在受力情况下的运动状态变化,有助于我们更好地理解惯性的概念。
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简易气体惯性演示仪的研制作者:王赛
来源:《物理教学探讨》2015年第10期
摘要:气体惯性演示仪在中学物理牛顿第一定律实验教学中有重要应用。
但是,迄今为止还没有演示气体惯性经常用到的厂制仪器。
本文介绍一种简易气体惯性演示仪的制作方法,该演示仪安全可靠、操作简单、效果明显,在课堂教学的使用中,取得了很好的效果。
关键词:牛顿第一定律;惯性;气体;演示仪
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)10-0017-2
在中学物理牛顿第一定律实验教学中,为了让学生加深对“一切物体都有惯性”的理解,需要进行演示实验、探究实验和课外实验等,让学生观察与亲身感受气体具有惯性。
同时,为了培养学生学习物理的兴趣,节约资金,加强物理实验教学,锻炼学生动手能力,也需要师生利用简易器材,自己动手制作气体惯性演示仪。
但是,迄今为止还没有演示气体惯性经常用到的厂制仪器。
因此,自制气体惯性演示仪就成为牛顿第一定律教学的基础。
1 过去研究中存在的问题
在已经发表的论文中,有一些是介绍气体惯性演示仪制作的,但是仔细阅读这类文献就会发现:1)多数选用了杀虫喷雾剂等金属材质的筒制作。
这种筒不是不可以,是难以加工,并且有余味;2)制作步骤不详细,效果不明显。
小孔的加工没有具体数据,需要制作者从头摸索;3)使用的薄膜没有具体说是哪一种,也需要制作者一个一个试验。
或者选了不理想的材料,导致实验效果很差。
2 气体惯性演示仪的制作
2.1 需要的材料
不用的纸质圆筒形茶叶筒(直径10~12 cm,其他类似纸圆筒也都可以,茶叶筒底部选用纸质的,便于切割)1个,橡皮筋若干(或者一般固定用的细绳),废旧橡皮手套(橡皮膜要封紧,有弹性),蜡烛,烛台(可用一般玻璃杯反过来代替),刻刀,火柴,圆规等。
2.2 制作方法
步骤一:用圆规在圆筒形茶叶筒底部中心位置画出一个直径3 cm左右的圆(直径过小不易瞄准,直径大于4 cm后气流明显变小),用刻刀沿所画圆在茶叶筒底部刻出一个直径3 cm 左右的圆孔,作为出气口如图1所示。
步骤二:将已经不能正常使用的家用橡皮手套剪开,尽量大一些,作为橡皮膜(如图2所示)。
步骤三:用橡皮筋将橡皮膜固定在茶叶筒口部,封紧(如图3所示)。
制作好的圆筒如图4所示。
步骤四:将蜡烛放在倒置玻璃杯上(如图5所示)。
3 气体惯性演示仪的使用
将茶叶筒底部圆孔对准烛焰,轻拍茶叶筒口部橡皮膜,烛焰会抖动,逐渐加力后,可致烛焰熄灭(如图6、图7所示)。
操作说明:
1)圆筒底部出气口离烛焰0.6~1.5 m。
2)一定要让出气孔对准烛焰(可先靠近轻弹试试,以便瞄准烛焰,然后往后退至0.6~1.5 m)。
笔者选用上述生活中的简易器材,按照上述数据制作了气体惯性演示仪。
该演示仪安全可靠、操作简单、效果明显。
在课堂教学中使用,取得了很好的效果。
学生说:实验结果大大出乎预料,既加深了自己对惯性概念的理解,又激发了自己的学习兴趣,还留下了深刻、难忘的印象。
参考文献:
[1]陈瑜.利用身边物品自制教具,提升物理教学效果[J].物理教学探讨,2015,33(2):51—53.
(栏目编辑赵保钢)。