做功改变内能的实验设计

《做功改变内能》的实验设计

姜堰市南苑学校陈凤才

一、实验设计说明：

在初中物理新教材（九下）探究活动12.6：《演示点火爆炸——将内能转化为机械能》中，安排了图12-25所示的演示实验——“电子火花发生器”，该实验在课堂演示时，由于实验的成功率不是很高，实验时会产生巨大的声响，使学生出现不安全感，产生恐惧心理。在教学中，笔者对该实验进行了改进，使实验安全、可靠，现象更可观察，更具趣味性，有利于学生对内能做功的理解。

本实验选用的器材如：酒精、注射器、烧瓶、水槽等都能从日常生活中获得，而且酒精是易挥发性的液体，酒精蒸气受热后极易膨胀。实验采用“水浴加热法”，热源稳定可靠。实验时加热数秒，会看到活塞将砝码徐徐顶起。如将砝码换成火箭，便会使学生仿佛感觉到火箭发射时徐徐升起的情景，既增加了实验的趣味性，延长了实验现象的时间，又便于学生观察、理解。

二、实验原理：

利用水浴加热，使酒精迅速汽化，酒精蒸汽膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能。

三、实验器材：

铁架台、铁夹、150mL烧瓶、酒精、单孔橡皮塞、玻璃导管、橡胶管、20mL注射器、水槽、沸水、砝码。

四、实验装置如图所示。

五、实验操作方法：

①将器材按图组装好，检查仪器的气密性；

②在烧瓶中加入少量的酒精，然后向水槽中倒入沸水，随后观察到注射器活塞举起砝码缓慢上升……

③当注射器活塞缓慢上升到适当高度（不超出注射器刻度）时撤去水槽，在酒精冷却过程中，可看到活塞带着砝码缓慢回落。

六、实验装置的特点：

①制作材料普通易找，一般实验室都具备；

②所需时间短，安全性好，实验效果明显，可重复演示。

③实验现象持续缓慢，可延长现象的观察时间，有利于学生观察、理解，同时该实验与“功”的知识扣合更紧，有利于知识的巩固和运用。

七、实验注意事项：

①实验前应检查仪器的气密性。

②实验前应在注射器的活塞上涂上润滑剂，以便减小活塞与筒壁之间的摩擦。

八、实验自评：

本实验与原实验相比，更具选材容易，操作简便，安全可靠，现象明显，更具趣味性等特点。

注：本文获泰州市创新实验设计三等奖。