力学小制作实验

【实验原理】

物体的变形总是伴随着弹性力而产生。用手压弹簧，用手拉橡皮筋，物体受力而产生的变形显而易见，但是坚硬的物体受到力的作用呢？我们可以通过如下小制作了解到：坚硬物体受力作用时，同样会产生变形。

【制作方法】

方法一

材料：一个椭圆截面的大墨瓶、一根内径很细的长玻璃管、一个橡皮塞、一块5×15(cm2)的小三夹板、铁丝等。

这个实验成功和要点在于制作内径很细的长玻璃管。把一根普通玻璃管放在酒精喷灯上加工(详细制作技巧参看第五章“材料加工技术”)把它拉成所需要的玻璃管。在橡皮塞中央开一个小孔，孔的粗细视玻璃管的粗细而定，三夹板上贴一张画有刻度的纸，并在三夹板下端开两个小孔，用铁丝将三夹板固定在墨水瓶的瓶颈上。

把玻璃管插入橡皮塞，在墨水瓶中灌满深色的水后，将橡皮塞塞紧在墨水瓶上。

【实验方法】

如图7-1所示。

图7-1

1.沿墨水瓶椭圆截面短轴方向向里挤压瓶子，细玻璃管内液柱将明显上升，如图7-1(a)所示。这是因为玻璃瓶受力变形，使瓶内体积减小的缘故。

2.沿墨水瓶椭圆截面长轴方向向里挤压瓶子，细玻璃管内液柱将会明显下降，如图7-1(b)所示。这是因为玻璃瓶受力变形，使瓶内体积增大的缘故。

(金泽平提供)方法二

材料：一个圆锥形平底烧瓶、一根内径很细的长玻璃管、一个橡皮塞。

关于内径很细的长玻璃管的制作方法与前面相同。把玻璃管插入橡皮中，在烧瓶中装满深色的水，并将橡皮塞塞紧在烧瓶瓶口上。

【实验方法】

1.用手指向上压瓶底，细玻璃管内液柱上升，这说明玻璃瓶受力产生形变，使瓶内体积减小。

2.把瓶子平放在平面桌面上，我们同样也可以看到细玻璃管内液柱上升，如图7-2所示。

这说明玻璃瓶受到桌面的支持力同前面所受的压力一样使瓶子产生了形变。

注意：为了加强效果，可以在瓶内先放上许多钢球再装满水，由于玻璃瓶的重量增加，平放在桌上时所受桌面支持力增大，玻璃瓶形变愈大，液柱上升愈明显。