劉既明

摘要：有些實驗裝置容易使學生產(chǎn)生誤區(qū)，為此，本文介紹一種改進后的微小形變實驗器的制作、實驗、原理及特點等，予以幫助學生消除誤區(qū)。

關(guān)鍵詞：微小形變：實驗器

中圖分類號：G633，7文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2012)4(S)-0018-1

問題：用手捏一個厚玻璃瓶，玻璃瓶會發(fā)生彈性形變嗎?該題配圖實驗裝置中的圓形玻璃瓶只能顯示它受到擠壓時容積減小的情形，這就容易使學生產(chǎn)生兩個誤區(qū)：一玻璃瓶受到擠壓時容積一定減小：二細管中水柱上升是由于瓶內(nèi)的水受熱膨脹所引起的。

這里介紹一種自制堅硬物體微小形變實驗器。該教具既能顯示玻璃瓶受壓容積減小的情形，也能顯示玻璃瓶受壓容積增大的情形，以幫助學生消除誤區(qū)。

1制作

取一個扁形的厚玻璃瓶(如大墨水瓶或大酒瓶)，配一個橡皮塞，塞子中間插入一根兩端開口長約30em的細玻璃管。先在瓶內(nèi)裝滿紅色水，然后用橡皮塞塞緊瓶口，使細管中水柱高出瓶口一段。在細管的后面襯托一張標有刻度的白紙條，以便觀察細管中紅色水柱的升降。裝置如圖1所示。

2實驗

用手對扁瓶截面的短徑方向擠壓(如圖2所示)，可以看到細管中水柱明顯上升，且用力較大，水柱上升越較高；若對扁瓶截面的長徑方向擠壓(如圖3所示)，可以看到細管中水柱明顯下降，且用力較大，水柱下降越較低。

3原理

扁瓶在外力作用下的形變很小，扁瓶的容積變化也很小，但細管的內(nèi)徑很小，所以細管中的水柱變化明顯，實驗效果良好。

依據(jù)數(shù)學知識：周長一定的平面封閉圖形以圓的面積最大。若對扁瓶截面的短徑方向擠壓，扁瓶容積減小，細管中水柱上升；若對扁瓶截面的長徑方向擠壓，扁瓶容積增大，細管中水柱下降。實驗表明，扁瓶在不同方向的外力作用下，發(fā)生了微小變化，引起扁瓶的容積減小或增大。

4特點

該教具具有教學性、科學性、啟發(fā)性、實用性、便于學生自制等特點。

參考文獻：

[1]彭前程，九年級物理教科書[M]，北京：人民教育出版社，2006：54

[2]杜客君，為什么周長一定的平面封閉圖形以圓的面積最大[J]，中學數(shù)學雜志(初中)，2007(4)：63

(欄目編輯趙保鋼)