生活物理之利用“纸”做实验

发表时间:2020/11/24   来源:《中国教师》2020年22期   作者: 刘畅1 牟银勇1 杨婷 田瑶
[导读] 物理教学离不开实验,实验材料的准备对于每一个物理教师都是非常重要的。
        刘畅1  牟银勇1  杨婷  田瑶
        (重庆育才中学 重庆 育才400050)
        摘要:物理教学离不开实验,实验材料的准备对于每一个物理教师都是非常重要的。如何应用生活当中的简单、低成本的材料来完成简单直观的实验是我们需要思考的。本文中以一张纸为例,讨论其在各个实验中的应用。
        关键词:物理实验  纸
        一、 低成本物理实验的意义
物理是一门以实验为基础的学科,实验的效率对于教学效果的影响是很大的。正是因为实验被广泛地应用于物理教学之中,所以对于每一次实验的成本的控制就显得尤为重要了。对于中学阶段的很多实验,我们是可以借助生活中随手可得的原材料,得到极好的实验效果的。纸张是生活中常见的物品,每天我们利用纸张来打草稿、完成作业等,利用它自制物理教具或者辅助教学实验不但可以降低教学成本,也能体现物理源于生活,使学生们感受到科学和社会、生活的关系,也可以激发学生的创新能力。本文之中即是借助“纸”这一简单原材料,实现力、热、光、电多个物理学板块中多个物理实验的教学。
        二、以纸为原材料的物理实验
        1、力学
(1)利用纸带测量圆柱体的周长
用一个纸条在圆柱体的侧面绕一圈 ,针在纸条重叠处截一个小孔,水平面上展开纸条,测出两孔之间距离周长.
(2)利用纸片展示惯性定律
让一个物体(比如水杯、手机、书等等)放在纸上,迅速地抽动纸片,纸片上方的物体保持静止,说明物体具有惯性。
(3)利用纸片说明力能改变物体运动状态
需要铁块一起实验 ,铁块放在纸上,慢慢地拉支纸,铁块由静止变为运动,因为铁块受到摩擦力,摩擦力改变铁块的运动状态.
(4)利用纸片说明大气压的存在
用一张纸与杯子、水配合 ,进行覆杯实验,在水杯里装满水,纸覆盖在杯口,将杯子倒扣过来,水和纸不会掉下来,从而说明纸片下表面受到向上的大气压.
(5)利用纸片说明流体流速大的地方压强小
A.双手将一张薄纸的一端接触下嘴唇 ,另一端自然下垂,沿纸的水平方向吹气,手中的约会飘起来.因为纸上方的空气流速较大,压强较小,下方的压强较大,压强差举起纸。
B.让两张纸片竖直自然垂下,向两张纸中间吹气,会发现两张纸朝中间靠拢,从而说明中间流速大的地方压强小。
C.将一小团餐巾纸放在空矿泉水瓶口(空矿泉水瓶水平放置),对着空矿泉水瓶吹气,发现餐巾纸团飞出瓶口。吹气时餐巾纸靠近瓶口处流速变大,空气压强变小,餐巾纸靠近瓶身部分压强较大,把餐巾纸压出瓶外。


        2、热学
(1)利用纸巾说明分子在不停地做无规则的运动
在水中滴入少许红墨水变成红色,纸插入水中,过一会儿,水面上方的纸也变成红色,说明水分子是运动的.
(2)利用笔记本纸张研究分子引力
用一张长10cm,宽5cm左右的笔记本纸张(纸张需要厚一些),直接拉断整个纸张很困难,说明分子间存在引力。
(3)利用纸锅说明水沸腾时吸热 ,温度不变
用三层纸做一个纸锅 ,大头针(或回形针)固定一下,加入适量的水,放在酒精灯上加热,过一段时间水会沸腾,但纸锅不会燃烧.因为水沸腾后的特点是继续吸热,但温度保持不变,纸锅的温度几乎等于水的沸点,达不到纸的燃点,纸不会烧着。
        3、光学
(1)利用纸片说明光沿直线传播
A.把一张纸对着太阳光 ,纸的后面出现影子,说明在空气中光沿直线传播。
B.在纸上挖出一个圆孔,正对太阳的时候背后成的像都是太阳的形状,展示小孔成像,说明光是沿直线传播的。改变纸片上孔的形状,返现纸片纸片下面仍然成圆形光板,说明小孔成像的像与孔的形状无关。
(2)利用纸片展示光的折射
一张纸折成纸条,插入水中,水中的部分向上弯折,说明光从水中斜射入空气中发生折射.
(3)利用纸片演示三色陀螺
把一白色厚纸片做成圆形,等分为三个区域,分别在三个区域涂上红、绿、蓝三种颜色,用牙签自制成一个纸片陀螺。使陀螺告诉旋转起来,会观察到纸片变成白色。如果按照不同比例把圆形厚纸片分成面积不同的扇形区域,再涂上红、绿、蓝三种颜色,再旋转陀螺,我们会看到厚纸片呈现不同的颜色。
        4、电学
(1)利用纸屑展示物体的带电性质
橡胶棒和毛皮摩擦后,或者玻璃棒和丝绸摩擦后靠近剪得很细碎很轻的纸屑,会发现纸屑被吸引,从而说明橡胶棒或者玻璃棒是带电的。若纸片不够细、不够轻,将纸片烧成灰,效果更加明显。
(2)利用纸解释导体与绝缘体
将一段纸片接入实验电路中,在纸片干燥和湿润的情况下观察电流表的示数,会发现其中的湿润后电流表的示数会变大,而这个恰好说明导体和绝缘体是可以相互转化的。
        三、小结
本文以纸在各个板片的物理实验中的应用为例,介绍了一种利用生活中常见的简单原材料进行系列化实验设计的方法。这样的简单原材料有很多,如何利用这些简单原材料更好地服务于我们的教学并非是这一篇文章可以囊括的,但值得我们细细探索,认真总结。

注:本文为重庆市教育科学“十三五”规划课题项目的研究成果之一
        参考文献:
        [1]龚华,纸张演绎物理实验的精彩[J]第五届中国教育技术装备论坛获奖论文集(中),2014
        [2]吕燕萍.用纸做物理实验[J].百度文库
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