淺談物理小實驗教學(xué)

丘廣南

新教材中的“想想議議”“想想做做”和“動手動腦學(xué)物理”等欄目中的“小制作、小實驗”等內(nèi)容占比較大的比重，而這些活動內(nèi)容大部分可以用我們身邊的物品來完成。使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行各種物理實驗和探究活動，可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實性，感受到科學(xué)和社會、科學(xué)和日常生活的關(guān)系。另一方面，由于這些物品本來的用途并不是進(jìn)行物理實驗，所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新。我們生活中能用來做物理小實驗的物品很多。下面介紹幾個用塑料瓶來演示和探究初中物理小實驗的例子。

一、聲學(xué)實驗

1.探究聲音的音調(diào)

方法①：在幾個飲料瓶中盛入不同深度的水，將瓶口移至嘴邊吹氣，可以聽到不同音調(diào)的聲音產(chǎn)生?？諝庵蕉痰模粽{(diào)越高，反之，空氣柱越長，音調(diào)越低。

方法②：在飲料瓶中盛入小部分水，用手握住后，將飲料瓶口移到嘴邊、吹氣，學(xué)生會聽到一種音調(diào)的聲音。若一邊吹氣，一邊用手?jǐn)D壓飲料瓶水面升高時，學(xué)生又會聽見不同音調(diào)的聲音。

二、光學(xué)試驗

1.演示光的直射、反射、折射現(xiàn)象

在一個比較粗一些的飲料瓶中充滿香煙的煙霧，擰緊瓶蓋，制成了顯示光路器（能多個班級重復(fù)使用）。用激光筆從瓶底照向瓶口，能清晰地顯示光在同一種物質(zhì)中沿直線傳播。若將瓶底放在平面鏡上，用激光筆從側(cè)面照向瓶底的平面鏡照射時，會清晰地觀察到入射光線和反射光線，給學(xué)生留下深刻的反射現(xiàn)象的表象。若一半是盛有未澄清的石灰水，一半是煙霧時，從側(cè)面向石灰水面照射時，會清晰地觀察到光的入射光線和折射光線。

三、熱學(xué)實驗

1.探究白色和黑色物體吸熱能力的強(qiáng)弱

用白紙和黑紙包住兩個裝滿水的塑料瓶，在太陽光下照射相同的時間后，看看誰的溫度升得高。溫度升得越高，說明其吸收的熱量就越多，其吸熱能力就越強(qiáng)。

2.壓縮氣體體積，氣體液化演示

擰開瓶蓋，滴入幾點乙醚，擰緊瓶蓋后，稍待一會，蒸發(fā)，乙醚液體不見了。當(dāng)用手?jǐn)D壓瓶體時，乙醚液體重新出現(xiàn)在瓶壁上。這表明壓縮氣體體積，氣體被液化。

3.演示氣體、液體分子之間有間隔

將空飲料瓶的瓶蓋擰緊后，用手握住用力擠壓，觀察到瓶子發(fā)生的形變，體積減小，說明氣體分子之間有間隔。將飲料瓶中盛滿水，再擰緊瓶蓋后，也用手握住使勁擠壓，會觀察到瓶子發(fā)生很小的形變，體積也減小，說明液體分子之間也有間隔。通過兩次擠壓后觀察到形變的程度不同，說明了氣體分子之間比液體分子之間間隔大。

4.演示對外做功內(nèi)能減少

把自行車內(nèi)袋上具有單向?qū)獾臍忾T芯，固定在瓶的蓋上，打開瓶蓋、滴入幾滴乙醚，擰緊瓶蓋，在用打氣筒充氣后，看見瓶內(nèi)的乙醚蒸發(fā)透明，然后慢慢松開瓶蓋，同學(xué)們會看見瓶內(nèi)出現(xiàn)了“白氣”，這表明氣體對外做功，氣體的內(nèi)能減小，溫度降底而使乙醚液化的原因。

五、力學(xué)實驗

1.演示空氣有質(zhì)量

空氣有質(zhì)量的直觀表象是理解大氣壓強(qiáng)的關(guān)鍵，在新教材中沒有編排這一實驗，學(xué)生覺察不到大氣有質(zhì)量，因此，我們增加了該實驗，把自行車內(nèi)袋上具有單向?qū)獾臍忾T芯，固定在瓶的蓋上，做成“多功能瓶”，天平調(diào)平后，將“多功能瓶”放在天平左盤上，右盤加砝碼使天平平衡;然后用打氣筒往“多功能瓶”中充8～9次后，再放在天平左盤上，發(fā)現(xiàn)左盤迅速下降，要使用天平再平衡，需要往右盤加1g多的砝碼，這表明空氣有質(zhì)量。

2.演示力的作用效果與力的三要素

雙手?jǐn)D壓塑料瓶，可以使瓶發(fā)生不同程度的凹陷變形，說明力可以使物體發(fā)生形變。如果施加的力越大，瓶子的形變程度也就越大，表明力的作用效果跟力的大小有關(guān)。用手推裝滿水的塑料瓶使其運(yùn)動，說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。推力方向不同，塑料瓶運(yùn)動的方向也不同，說明力的作用效果跟力的方向有關(guān)。將裝滿水的塑料瓶豎立在桌面上，用手指推瓶蓋與瓶身，發(fā)現(xiàn)推瓶蓋時瓶子更容易傾倒，說明力的作用效果跟力的作用點有關(guān)。

3.演示物體的慣性

用手將一塑料瓶扔出，離開手后瓶仍然繼續(xù)朝前運(yùn)動，說明物體具有慣性。將礦泉水瓶放倒在水平桌面上，向它的側(cè)面吹氣，它會很容易被吹的滾動起來。當(dāng)將瓶中裝滿水再用同樣的力吹它時，它卻不容易被吹動。當(dāng)用同樣的力使它們滾動起來時，裝滿水的瓶子滾動的較遠(yuǎn)。這些現(xiàn)象說明：質(zhì)量大的物體不容易改變運(yùn)動狀態(tài)，即質(zhì)量大的物體慣性大。

4.探究壓力的作用效果

將裝有一半水的塑料瓶豎放在一塊軟海綿上，觀察海綿的凹陷情況;再將塑料瓶內(nèi)裝滿水，重新豎放在這塊軟海綿上，比較這兩種情況中塑料瓶對海綿的作用效果，從而得出壓力的作用效果跟壓力的大小有關(guān)。把一裝滿水的塑料瓶分別正放、倒放在海綿上，觀察并比較海綿的凹陷情況，表明壓力的作用效果跟受力面積有關(guān)。

5.探究液體壓強(qiáng)

在一塑料瓶的瓶口包上一橡皮膜，將其瓶口壓入水中，橡皮膜發(fā)生凹陷，說明液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)。在塑料瓶的側(cè)壁上的不同高度的地方扎三個小孔，再往瓶內(nèi)倒水，比較水從孔中噴出的遠(yuǎn)近，最終得出液體壓強(qiáng)跟深度有關(guān)，深度越大，壓強(qiáng)越大。

6.探究液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

在塑料瓶中裝上適量的水，左手拿著一支吸管豎直插入瓶內(nèi)水中，右手橫拿著另一支吸管，將嘴對著橫管的一端用力吹氣，觀察管內(nèi)液面和管口的情況，從而得出“流體流動，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小”的結(jié)論。

7.探究浮力產(chǎn)生的原因

將塑料瓶的底部剪去，瓶口朝下，把乒乓球放入其中并落在瓶頸處，從上面倒水，直到水滿后，乒乓球也不會浮起來，而只有用手從下面堵住瓶口時，乒乓球才會浮起來。從而說明浮力就是液體對浸在其中的物體向上與向下的壓力差。

隨處可得的塑料瓶能做出如此多的小實驗，同學(xué)們在學(xué)習(xí)中興趣一定很濃，其實可用塑料瓶做的小實驗還很多。例如可以替代燒杯、量筒、漏斗、溢水杯等實驗器材，聲音與能量、阿基米德原理的演示、潛水艇模型、土電話、噴泉、閉口浮沉子等的實驗裝置。生活中處處有物理，只要我們善于發(fā)現(xiàn)，細(xì)心觀察，勤于思考，勇于實踐，不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，充分利用身邊可以利用的物品，讓學(xué)生自己動手制作實驗器材，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的長久興趣，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神，并使學(xué)生有意識的將物理知識應(yīng)用到實踐中，解決實際問題，真正體現(xiàn)新課標(biāo)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

責(zé)任編輯 徐國堅