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物理学是一门以实验为基础的科学,人们的许多物理知识是通过实验,经过认真思考总结出来的.本文介绍一种多功能物理实验演示管,在学习中使用该仪器可以演示多个经典实验,实验现象较教材中介绍的方法或者方案更加直观,令人感到惊奇,为学习提供了非常直观的感性认识,有助于学生理解物理知识点,同时培养学习兴趣.
1教具装置图(如图1所示)
仪器包括竖直管,带孔的底座,支撑脚,止水阀,注射器.
2制作材料
长度约1.5 m外径约30 mm的亚克力管一只;厚度约10 cm的亚克力板一块;直径15 mm的橡胶塞,直径约20 mm的蜡块,注射器,输液管,氯仿.
3制作方法
(1)通过机床在亚克力板上加工一个直径17 cm ,中央有孔的圆形底座,孔的直径约12 mm.用锉刀将亚克力管的两个端面打磨平整.
(2)将亚克力管的一个端面放在底座上,保证亚克力管的中央轴线与底座垂直,并且通过底座的圆心.用氯仿将亚克力管与底座牢固地粘接起来.
(3)将带孔的橡胶塞塞入底座的小孔中.
(4)用剪刀在输液管上从塑料插头开始剪下30 cm长的输液管,把输液管的塑料插头插入橡胶塞中,并涂抹凡士林进行密封.
(5)在输液管的另一端加装止水阀,并在底座上粘接支撑脚.
4使用方法
(1)演示大气压的存在
将仪器竖直放置在地面上,打开底部的止水阀,向管中加水,此时有水从输液管中流出,当输液管中的空气全部排净,关上止水阀,继续注满水;将一段直径约20 mm的长度5 cm的红色蜡块放入水中,然后用一只手的手掌堵住亚克力管的开口端,另一只手握住竖直管竖直倒置,可见水从管口流出,但是蜡块沿着管壁缓慢地上升,因为竖直管足够长,蜡块可以在管中上升很长时间,较使用试管演示该实验现象更加直观,令学生感到惊奇,此现象证明大气压的存在.如果在蜡块上升过程中将止水阀打开(此时该端与大气相通),蜡块将很快停止上升,紧接着又开始下降,此现象从反方面证明大气压的存在.
(2)演示匀速直线运动
将仪器竖直放置,关闭止水阀,向管内加水,水面距管口约10 cm,用铁丝将蜡块压入水底,然后抽出铁丝,可见蜡块从水中上浮,稳定后做匀速直线运动.蜡块运动的最初阶段属于加速运动,要防止这个阶段的运动干扰后一阶段的匀速直线运动,可以将竖直管的底部使用黑色绝缘胶布覆盖.
(3)演示液体内部的压强特点
将仪器竖直放置,关闭止水阀,向管内加水,水面距管口约10 cm,然后将注射器吸入适量空气,将注射器与输液管连接,打开止水阀,通过注射器向水中注射气泡,可见气泡从水管底部上升过程中体积逐渐变大,该现象说明水中压强随深度的减小而减小.
(4)演示运动的合成
在蜡块竖直上升过程中,如果将仪器水平运动,可以演示运动的合成.
5演示其他实验
演示凸透镜对光的汇聚作用;演示凸透镜的放大作用;定性演示液体内部存在压强.
1教具装置图(如图1所示)
仪器包括竖直管,带孔的底座,支撑脚,止水阀,注射器.
2制作材料
长度约1.5 m外径约30 mm的亚克力管一只;厚度约10 cm的亚克力板一块;直径15 mm的橡胶塞,直径约20 mm的蜡块,注射器,输液管,氯仿.
3制作方法
(1)通过机床在亚克力板上加工一个直径17 cm ,中央有孔的圆形底座,孔的直径约12 mm.用锉刀将亚克力管的两个端面打磨平整.
(2)将亚克力管的一个端面放在底座上,保证亚克力管的中央轴线与底座垂直,并且通过底座的圆心.用氯仿将亚克力管与底座牢固地粘接起来.
(3)将带孔的橡胶塞塞入底座的小孔中.
(4)用剪刀在输液管上从塑料插头开始剪下30 cm长的输液管,把输液管的塑料插头插入橡胶塞中,并涂抹凡士林进行密封.
(5)在输液管的另一端加装止水阀,并在底座上粘接支撑脚.
4使用方法
(1)演示大气压的存在
将仪器竖直放置在地面上,打开底部的止水阀,向管中加水,此时有水从输液管中流出,当输液管中的空气全部排净,关上止水阀,继续注满水;将一段直径约20 mm的长度5 cm的红色蜡块放入水中,然后用一只手的手掌堵住亚克力管的开口端,另一只手握住竖直管竖直倒置,可见水从管口流出,但是蜡块沿着管壁缓慢地上升,因为竖直管足够长,蜡块可以在管中上升很长时间,较使用试管演示该实验现象更加直观,令学生感到惊奇,此现象证明大气压的存在.如果在蜡块上升过程中将止水阀打开(此时该端与大气相通),蜡块将很快停止上升,紧接着又开始下降,此现象从反方面证明大气压的存在.
(2)演示匀速直线运动
将仪器竖直放置,关闭止水阀,向管内加水,水面距管口约10 cm,用铁丝将蜡块压入水底,然后抽出铁丝,可见蜡块从水中上浮,稳定后做匀速直线运动.蜡块运动的最初阶段属于加速运动,要防止这个阶段的运动干扰后一阶段的匀速直线运动,可以将竖直管的底部使用黑色绝缘胶布覆盖.
(3)演示液体内部的压强特点
将仪器竖直放置,关闭止水阀,向管内加水,水面距管口约10 cm,然后将注射器吸入适量空气,将注射器与输液管连接,打开止水阀,通过注射器向水中注射气泡,可见气泡从水管底部上升过程中体积逐渐变大,该现象说明水中压强随深度的减小而减小.
(4)演示运动的合成
在蜡块竖直上升过程中,如果将仪器水平运动,可以演示运动的合成.
5演示其他实验
演示凸透镜对光的汇聚作用;演示凸透镜的放大作用;定性演示液体内部存在压强.