专题03 物理小玄机-社会生活中寻物理足迹的案例小集

遍身物理玄机的塑料饮料瓶 务川民族中学 李子 一个塑料饮料瓶，头顶上盖子的竖纹，瓶身的形状，身上贴的说明标签，里面的饮料没有装满。在夏天，从冰箱里面出来的时候，身上有很多小水珠……以上这些，都引起物理老师的注意，把它身上出现的特点编成物理题目。这可以检测学生对摩擦力、凸透镜、质量、密度、体积和物态变化等方面的物理知识的掌握情况。塑料饮料瓶普及广泛，易于获得，物理老师常把它制成各种实验装置。 有这样一道物理题目：小明在空的塑料饮料瓶中装入少量热水，然后迅速把水倒出，再马上盖上瓶盖，发现瓶子变扁了。这个实验，证明了什么的存在？ 这一道题目，引起物理老师对饮料瓶的关注。也尝试用这种方法来做实验给学生看，但很难得到在这道题中出现的效果。因为把热水倒入饮料瓶中的时候，塑料瓶身被烫到变形，即使不变形，瓶身也只是被压扁了一点点，效果不明显。失败的原因，可能是这位物理老师没有掌握到操作的技巧。但我们能想到另外一个方法。往瓶中注入热水的目的，是为了在瓶中产生热的水蒸气。热的水蒸气液化成水后，饮料瓶中的气压就会变低，从而导致饮料瓶被大气压压扁。于是，依据这个原理，得到了一个改良的方法。 实验器材：大的饮料瓶子、铁架台、烧瓶、塞子、玻璃管、水、火柴和一个小水桶。 操作过程：把烧瓶中的水加热至沸腾，沸腾后，再利用玻璃管把水蒸气导入饮料瓶中，注意玻璃管要竖直插到瓶中，不能靠近瓶壁，因为饮料瓶中的玻璃管口靠近瓶壁，热的水蒸气会烫到瓶身变形的。水蒸气导入一会后，把玻璃管拿出来，迅速拧紧瓶盖。这时，就会看见瓶身被压扁的清晰情景。 这种做法的优点是：能令瓶中充满大量的水蒸气，这些水蒸气液化后使饮料瓶中的气压变得更低，饮料瓶被外界的大气压压得更扁。若怕操作不当，怕水蒸气烫到瓶身而变形，可以先把瓶子浸入冷水中，然后再向瓶中轻轻导入水蒸气。接着，在瓶口盖上盖子，再把瓶子从冷水中拿出来。 在按课本中的实验装置演示探究压强与流速关系的实验时，可以发现，吹气处离水面比较高的时候，必须要使劲地吹气，才能做成功这个实验，才能看见有水雾喷出来。经过一番摸索和总结，可以找到了一个比较理想的操作方法：把吸管的吹气处靠近水面，就能轻松地完成这个实验。但接着问题就来了，大多数学生都看不见水雾喷出来，实验的演示效果不太好。经过观察发现，最主要的问题是：水是透明的，产生的水雾量小，因此很难看到水上升至水雾喷出来的情景。这时，可以用塑料瓶代替吸管来做此实验。 实验需要的材料：饮料瓶、透明塑料管、乒乓球、小网。 制作过程：把瓶底切掉，在离瓶口不远处开个口，在开口处装入透明的塑料，塑料管的长度大概 10 厘米左右就行了。塑料管的长度不能太长，因为透明塑料管长，要费很大的劲才能把乒乓球吹起来。然后，向塑料管中装入乒乓球。接着，在料管的下端装上一个小网。就这样，这个改良的实验装置就大功告成了。 操作过程：操作方法非常简单，只要对着瓶口水平吹气就行了。利用这个实验装置做压强与流速关系的演示实验时，坐在课室最后一排的学生也能很清晰地看见乒乓球升起来，然后乒乓球飘出来的情景，可以说演示效果很好。 详细道来，塑料瓶的用处还很多，很有玄机。 （1） 课本中用瓶身刻有槽的塑料瓶，代替水桶来做帕斯卡实验，从而得知液体压强与深度的关系。很多老师把塑料瓶改良一下来做这个实验。方法是这样的：在塑料瓶里面装满水后，在身上不同高度刺几个孔，就会看见射出来的水远近不同，最下面的水喷射得最远，这也可以得知液体压强与深度的关系。而且这个装置还有一个用途：当把盖子拧紧后，水不会射出来，这可以证明大气压的存在。 （2） 利用塑料瓶，可以探究压强与流速的关系。课本上，利用漏斗来吹乒乓球做这个实验，但吹气比较费劲，不太容易成功。这时，就可以用塑料瓶代替漏斗来做此实验，这样，同学们就能轻松地演示乒乓球不会被吹下去的实验效果。 （3） 利用塑料瓶， 可以比较滑动摩擦力与滚动摩擦力大小的关系。方法是这样的：向塑料瓶里面装少量的水，然后把塑料瓶分别竖放和平放在桌面，用嘴吹它。竖放时，塑料瓶很难被吹动。平放时，塑料瓶就很容易被吹动了。 （4） 塑料瓶的瓶身，有各种颜色，绿色的、黄色的、蓝色的，等等。因此，利用塑料瓶，可以做研究关于透明物体的颜色这个实验。方法是这样的：从塑料瓶身上剪出一块有色透明塑料，放在光源的前面，观察光经过有色透明塑料到达白纸上的颜色，这样可以得知有色透明塑料只能透过与它颜色一致的光，其他的光被吸收。这块塑料，还可以探究塑料的导电性能呢。通过实验，可以得知塑料的导电性弱，知道它是绝缘体。 物理实验是学习、研究物理最主要最基本的方法，教师通过一个个有趣的物理实验，既可以帮助学生建立感性认识，又能激发学生的物理学习兴趣，促进人才的成长。生活中，有许多东西可以用来做物理实验的材料，塑料瓶就是其中之一。在教学过程中，教师要结合所