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近来听一位物理老师上《物质的三态 温度的测量》一课,在讲解物质三种状态的形状和体积特点时,他这样设计了演示实验:1.出示一圆柱体铁块,改变其放置位置,问学生铁块的形状、体积有没有变化?固体有没有固定的形状?有没有一定的体积?2.手拿一瓶未使用过的矿泉水,轻轻地转动矿泉水瓶,引导学生注意观察瓶中水的形状是否变化.問学生瓶里的水是液体还是固体?它有没有固定的形状?它有没有一定的体积呢?3.出示一气球,用手捏使其变形,然后问学生气体有没有固定的形状.他是想通过气球的变形来说明里面气体没有固定的形状,所以在他让学生根据实验现象来回答得出什么结论时,大多数学生都回答气体没有固定的形状.但就在教师准备继续讲新课时,班上有一位同学提出了自己与别人不同的看法:固体也不一定都有固定的形状,比如橡皮泥、海绵,它们和气球一样用手一捏形状也会发生改变.面对突如其来的质疑,教者一时无法解释清楚,只好胡乱的搪塞一下就继续往下进行新课了.
那么,橡皮泥、海绵是不是固体,它们有没有固定的形状呢?这位老师的实验设计有没有欠妥的地方呢?
1 橡皮泥、海绵是固体
固体是物质存在的一种状态,与液体和气体相比,固体有比较固定的体积和形状.因为固体中,分子间距离为1×10-10 m~4×10-10 m,分子靠得很紧,分子间有强大作用力,固体分子间构成稳定的键,固体分子被紧紧吸引成一堆,有规律地排在一起,每个分子只能围绕某一点振动,不能随意移动位置,因此固体有比较固定的体积和形状.橡皮泥、海绵有一定的体积和形状,所以它们是固体.
2 区别形变与形状
形变是物体受到外力而发生的形状变化(伸长、缩短、弯曲等),形变有弹性形变和范性形变两种.而用手捏橡皮泥、海绵,它们的形状会发生改变这是形变,是由于它们受到了外力的作用,是力能使物体发生形变这一作用效果的体现,而不是说它们没有固定的形状.而之所以会造成学生理解上的偏颇,主要是由于教者在说明气体有没有固定的形状时设计的实验不妥,用手捏气球时气球发生了形变,这里主要体现了力能改变物体形状这一作用效果,而不能很好地说明气体是没有固定的形状的,这给学生的理解造成了错误的引导.
3 实验设计的思考
如何设计实验来说明气体没有固定的形状?很多人在认真思考后都觉得很难设计,往往都想到了扩散现象.生活中的扩散现象事例也很多,比如有人抽烟时,我们会看到从口里吐出烟气在空中不断散开,其形状、体积不断变化…….用气体扩散现象可以推想出气体无固定的形状和体积,但用来作为说明气体没有固定形状的实验还不够科学,因为扩散现象主要是用来解释分子在永不停息的做无规则运动的,从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时,分子之间发生相互碰撞的结果.由于不同空间区域的分子密度分布不均匀,分子发生碰撞的情况也不同.这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移,最后达到均匀的密度分布,因而扩散现象是气体分子的内迁移现象.
其实,只要你留心观察还是能发现说明气体没有固定形状的实验的.比如在说明液体没有固定的形状时,教者用了一瓶矿泉水,通过转动改变其倾斜角度,因为水具有流动性,水的形状在不断的变化,得出液体没有固定的形状.这时,你若以水面上方的气体作为观察对象,你就会发现这个实验还能说明气体没有固定的形状.
总之,我们在设计物理实验时一定要注意实验的合理性、科学性,做到目的性明确,实验操作简单,现象直观形象.
那么,橡皮泥、海绵是不是固体,它们有没有固定的形状呢?这位老师的实验设计有没有欠妥的地方呢?
1 橡皮泥、海绵是固体
固体是物质存在的一种状态,与液体和气体相比,固体有比较固定的体积和形状.因为固体中,分子间距离为1×10-10 m~4×10-10 m,分子靠得很紧,分子间有强大作用力,固体分子间构成稳定的键,固体分子被紧紧吸引成一堆,有规律地排在一起,每个分子只能围绕某一点振动,不能随意移动位置,因此固体有比较固定的体积和形状.橡皮泥、海绵有一定的体积和形状,所以它们是固体.
2 区别形变与形状
形变是物体受到外力而发生的形状变化(伸长、缩短、弯曲等),形变有弹性形变和范性形变两种.而用手捏橡皮泥、海绵,它们的形状会发生改变这是形变,是由于它们受到了外力的作用,是力能使物体发生形变这一作用效果的体现,而不是说它们没有固定的形状.而之所以会造成学生理解上的偏颇,主要是由于教者在说明气体有没有固定的形状时设计的实验不妥,用手捏气球时气球发生了形变,这里主要体现了力能改变物体形状这一作用效果,而不能很好地说明气体是没有固定的形状的,这给学生的理解造成了错误的引导.
3 实验设计的思考
如何设计实验来说明气体没有固定的形状?很多人在认真思考后都觉得很难设计,往往都想到了扩散现象.生活中的扩散现象事例也很多,比如有人抽烟时,我们会看到从口里吐出烟气在空中不断散开,其形状、体积不断变化…….用气体扩散现象可以推想出气体无固定的形状和体积,但用来作为说明气体没有固定形状的实验还不够科学,因为扩散现象主要是用来解释分子在永不停息的做无规则运动的,从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时,分子之间发生相互碰撞的结果.由于不同空间区域的分子密度分布不均匀,分子发生碰撞的情况也不同.这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移,最后达到均匀的密度分布,因而扩散现象是气体分子的内迁移现象.
其实,只要你留心观察还是能发现说明气体没有固定形状的实验的.比如在说明液体没有固定的形状时,教者用了一瓶矿泉水,通过转动改变其倾斜角度,因为水具有流动性,水的形状在不断的变化,得出液体没有固定的形状.这时,你若以水面上方的气体作为观察对象,你就会发现这个实验还能说明气体没有固定的形状.
总之,我们在设计物理实验时一定要注意实验的合理性、科学性,做到目的性明确,实验操作简单,现象直观形象.