生活物理之利用注射器做物理實驗

牟銀勇 羅志強

(重慶育才中學 400050)

醫(yī)用注射器是我們在生活中常見的醫(yī)用儀器之一，談到它時你偶爾會討厭它，而在物理中可以利用它自制教具或輔助教學實驗可以降低實驗成本，并做可以直觀形象地演示日常生活中的物理現(xiàn)象，也能體現(xiàn)物理學習和生活實踐之間的緊密聯(lián)系，也能激發(fā)學生的創(chuàng)造力和動手制作工具的能力.我在教學實踐中開發(fā)和收集了一些涉及醫(yī)用注射器的實驗，以資共享.

一、力學

1.測量固體或液體體積(可以當量筒使用)

注射器本身就有容積標示，可以直接測量液體體積；使用較大體積的注射器還可以測量體積較小的固體體積.

2.研究物體間力的作用是相互的

需要器材：小車、注射器(帶橡皮帽)、橡皮筋、水.具體操作：注射器中吸入一定量的水，橡皮帽堵住針孔，用橡皮筋套在注射器上；將橡皮帽去掉，水向后噴出，車向前運動，說明力的作用是相互的.

3.探究壓力作用效果的影響因素

(1)注射器去掉針頭，用拇指和食指壓住其兩端，觀察手指的形變情況可以說明：壓力作用效果跟受力面積有關.

(2)需要器材：塑料瓶、帶針頭的注射器.具體操作：將塑料瓶裝入適量的水，去掉針頭，使勁扎塑料瓶，水不流出；裝上針頭，用同樣的力再扎塑料瓶，會觀察到水流出.可以說明壓力作用效果跟受力面積有關.

4.自制連通器

需要器材：三只注射器(兩只相同容積)、軟管、塑料膠.具體操作：用軟管將三只注射器連接，用塑料膠密封組成連通器.在自制連通器中裝入藍色墨水，上下移動其中一只注射器，當停止移動后，你會發(fā)現(xiàn)注射器中液面總是相平.

5.自制液壓機

需要器材：兩只橫截面積不同的注射器、軟管、鐵架臺(兩只，起固定作用)、塑料膠.具體操作：將兩只注射器用軟管相連，在活塞末端粘上平木板(便于放重物)，一定要用塑料膠密封好連接部分，注入適量的藍色墨水，在橫截面積較小的注射器上放上重力較小的重物，這時在橫截面積較大的注射器上需要放入重力較大的重物.

6.研究大氣壓存在

(1)用橡皮帽堵住針孔，用力向外拉到活塞，會感覺非常費力.

(2)需要器材：注射器、鉤碼、細線.具體操作：排盡注射器內(nèi)的空氣，并用橡皮帽堵住針孔，在活塞的下端掛上很重的重物也不掉下了.

(3)需要器材：可樂瓶、注射器、密封膠、玻璃管.具體操作：將可樂瓶安裝一只玻璃管密封，利用注射器通過玻璃管抽走部分空氣，可以看見可樂瓶被“吸癟”了.

圖1

(4)如圖1所示，需要器材：有橡皮塞的玻璃瓶、細玻璃管兩根、軟管、注射器.具體操作：在一個有橡皮塞的玻璃瓶上插入兩根長短不一樣的細玻璃管(長管的一端較尖)，用膠管將注射器與其中的短玻璃管插入盛水容器中，向外抽活塞，長管尖端噴出水花.

7.探究流體壓強與流速的關系

需要器材：兩只圓棒、兩只乒乓球、注射器.具體操作：將兩只圓棒相隔10 cm并排放置，將兩只乒乓球隔適當距離，用注射器的注射口對準兩乒乓球的中間吸氣，看到兩球靠攏.

8.自制潛水艇

圖2

如圖2所示，需要器材：醫(yī)用注射器、礦泉水瓶、塑料瓶、小石塊、透明軟管.具體操作：塑料瓶放入到礦泉水瓶的底部，瓶中裝入適量的小石塊，連接的地方密封好，制成潛水艇模型.向瓶內(nèi)注水塑料瓶下沉，從瓶內(nèi)吸水塑料瓶上浮，探究潛水艇的浮沉情況.

9.測大氣壓強

需要器材：彈簧測力計、細繩、注射器(帶橡皮帽).具體操作：排盡注射器內(nèi)的空氣并密封.用彈簧測力計水平拉活塞，當活塞剛被拉動時，迅速記下此時的示數(shù)F；用刻度尺測出注射器最大標注體積的長度L，讀出注射器的最大標注體積V，則大氣壓為p=FL/V.

二、熱學

1.探究液體沸點與大氣壓強的關系

(1)需要器材：帶瓶塞的燒瓶、玻璃管、軟管、注射器(較大)、酒精燈、水等.具體操作：加熱燒瓶中的水至沸騰，移開酒精燈，將注射器作為抽氣的裝置與燒杯相連(注意氣密性)，使用注射器向后拉動活塞，觀察到水再次沸騰.可以說明液體的沸點跟氣壓的關系.

(2)需要器材：熱水器、注射器(帶橡皮帽).熱水器將水燒開后，用注射器吸入適量的沸水(注意燙傷)，注水器內(nèi)不能有明顯空氣；注射器套上橡皮帽，向后拉動活塞時可觀察到注射器中的水再次沸騰.也可以說明液體的沸點跟氣壓的關系.

2.研究壓縮氣體體積使氣體液化

需要器材：注射器、乙醚.具體操作：用玻璃制的注射器(一般用100 mL最好)，內(nèi)裝一定量的乙醚(一般1 mL即可)，針孔堵住，防止漏氣.向右拉伸活塞后并堵住針孔，向左壓縮，會發(fā)現(xiàn)注射器壁出現(xiàn)液態(tài)乙醚.

3.探究“當物體對外做功時物體內(nèi)能減少溫度降低”的實驗

需要器材：50 mL塑料注射器(帶橡皮帽)、少量的水、碗和熱水.具體操作：注射器中吸入很少量的水，放入有熱水的碗中加熱(目的是增大注射器中水蒸氣的量)；左手用橡皮帽堵住針口，右手推動活塞壓縮空氣，直到20 mL刻度處附近，讓注射器內(nèi)空氣將橡皮帽推開，可以觀察到注射器管口有“水霧”出現(xiàn).可以說明對外做功，物體的內(nèi)能減小.

三、光學

自制水透鏡.

圖3

如圖3所示，需要器材：注射器、軟管、透明有彈性橡皮膜、透鏡塑料外環(huán)、AB膠等.具體操作：向水透鏡注水或吸水可以改變水透鏡厚度，改變水透鏡焦距.

四、聲現(xiàn)象

演示聲音在真空中不能傳播.

需要器材：賀卡中的音樂芯片、較大容器的注射器(帶橡皮帽)、細線.具體操作：將發(fā)聲的音樂芯片放入注射器中，再將活塞推到底端(剛接觸到芯片)并封住針口，然后慢慢向外拉活塞并盡量保證芯片懸空，聽到音樂芯片的聲音逐漸變小.可以說明聲音的傳播需要介質(zhì).

[1]許波.醫(yī)用注射器的另用-巧用折射器做物理演示實驗[J]，物理通報,2003(7).

[2]注射器的妙用[DB/OL]，2010年“第五代戰(zhàn)斗機”上傳于《百度文庫》.