巧用雪碧瓶做物理实验

巧用雪碧瓶做物理实验
许亮
物理学是一门以实验为基础的科学．物理实验是学习、研究物理学最主要、最基本的方法，通过实验既可以帮助学生建立感性认识，又能激发学生的学习兴趣．但是，教师如果始终用实验室内的规范器材进行实验，就会使学生产生一种实验依赖心理，即只有老师提供器材才能做实验，否则就不能做实验，使学生疏远了物理实验，降低了学习兴趣，产生了物理难学的心理障碍．若在教学中适时引导学生用生活中常见、便宜的器材（或废物）做实验，研究物理问题，就会使学生倍感亲切，这有利于学生学习兴趣的激发和动手能力及创新精神的培养，从而收到出奇制胜的效果．生活中能用来做物理实验的材料很多，本文介绍几例巧用雪碧瓶做物理实验．
一、演示“静止的物体有惯性”
取一只空雪碧瓶，截去上部并装入适量的水，然后盖上一块硬纸板，将鸡蛋放在硬纸板上（如图1所示），让一名学生用手指突然弹击硬纸板，在紧张的气氛中学生们观察到鸡蛋并没有随硬纸板一起飞去，而是安然的落入杯中，使学生深刻地认识到静止的物体有惯性．
图1 图2
二、演示“压强与压力的关系”
让学生向雪碧瓶中装入少量的水放在一块海绵上，立刻看到海绵凹陷一些；将雪碧瓶装满水再放到海绵上，会发现海绵凹陷很深（如图2所示），该实验为学生创造了质疑的物理现象，通过师生的共同探讨，得出压力的作用效果与压力大小有关这一结论．
三、演示“大气压强”的存在
大气是摸不着看不到的气体，大气压的存在令学生怀疑，通过实验观察是让学生明白大气压存在的最好办法．为此在教学中可让学生做这样一个实验，如图3所示，将一装满水的雪碧瓶浸没于水中，抓住瓶底向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里始终充满水，如图3乙所示．若在瓶底钻一小孔，重做上面的实验，会发现瓶中水面与瓶外水面始终相平，如图3丙所示．其原因就是因为第一次瓶里无大气压，瓶外有大气压；第二次瓶内、瓶外均有大气压且相互抵消，此时学生就会确信大气压确实存在．
图3
四、演示“液体压强随深度增加而增大的关系”
取一雪碧瓶，在其侧壁钻三个上下位置不同的小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，会出现如图4所示的现象，小孔的位置越靠近瓶底（即小孔的位置越低），水柱喷得越远．这一现象有力说明了液体压强随着深度的增加而增大，学生也会对此结论深信不疑．
图4
五、演示“浮力产生的原因”
对于“浮力产生的原因”，教材只是从理论上做出解释，学生很难弄明白．为了帮助学生理解，可做以下实验：取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮，这是由于乒乓球与瓶口接触不严密，并且因为乒乓球直径略大于瓶口的内径，所以乒乓球上表面受到水的压力，而下表面基本没有受到水的压力，因而乒乓球不上浮（如图5甲所示）；接着用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来，其原因就是此时乒乓球上、下表面均受到水的压力，且下表面所受的压力大于上表面所受的压力．这一实验使学生清楚地理理解了浮力产生的原因，就是液体对物体上、下表面的压力差所引起的（如图5乙、丙所示）．
图5
六、演示“光的折射”现象
取一雪碧瓶，截去上部并装满水，让学生将筷子斜插入水中，会发现插入水中部分的筷子看上去会向上弯折，其原因就是光的折射引起的（如图6所示）．。