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        完全失重的實驗設計

        2018-03-06 17:44:32劉玲莉
        新高考·高一物理 2017年6期
        關鍵詞:實驗

        劉玲莉

        實驗器材:礦泉水瓶一個,鐵架臺,定滑輪一個,細線,木板,白色毛巾若干條,水(紅色,半桶左右),圖釘若干。

        —、礦泉水瓶豎直下落運動

        1.按圖1(a)所示那樣,將鐵架臺固定在較高桌子上,安裝好定滑輪,用圖釘將白色毛巾平鋪固定在木板上。

        2.把礦泉水瓶的上部挖一個小孔(是為了防止瓶落地時水到處飛濺,又保證水上方是外面的大氣壓),下部挖幾個小孔。將瓶口處用細線拴住,細線長度要適中,使礦泉水瓶可以下落到較低桌子的底部。

        3.將空礦泉水瓶用細線穿過定滑輪懸掛在空中,把釘有毛巾的木板豎直側(cè)立在低桌子上,有毛巾的一側(cè)面對礦泉水瓶有孔的一側(cè),調(diào)整礦泉水瓶的高度,使其高于木板。

        4.保持礦泉水瓶的高度不變,向瓶內(nèi)注水,可觀察到紅色的水從瓶內(nèi)噴出。減小手對A端的拉力,使瓶子緩慢下降,可觀察到下落過程中水一直從孔中噴出,并且在毛巾上留下紅色痕跡。

        5.換上新毛巾,改變對A端的拉力,使礦泉水瓶在不同的拉力作用下下落,均可在毛巾上看到紅色的水跡,說明瓶在不同的拉力作用下下落均有水從孔中噴出。

        6.當A端拉力為零時,使瓶下落后,可觀察到毛巾沒有像以上步驟那樣的紅色水跡,由此可得出當瓶自由下落時,孔中沒有水噴出。

        二、礦泉水瓶豎直上拋運動

        1.按圖1(b)裝置安裝好器材,使礦泉水瓶低于木板,在低桌子下方。

        2.往瓶中裝水后用力向下拉A端使瓶上升,使瓶升至高于木板,可觀察到毛巾上有紅色水跡,說明瓶在拉力作用下上升過程中孔中有水唆出。

        3.可改變不同的拉力使瓶上升,均可觀察到毛巾上有水跡,說明均有水從孔中噴出。

        4.先使瓶子快速上升至桌面高度時,撤去拉力,瓶子在慣性作用下做豎直上拋運動,可觀察到毛巾上沒有水跡出現(xiàn),說明瓶子在豎直上拋過程中孔中沒有水噴出。(以上實驗每做一次要更換新毛巾)

        本實驗較直接將礦泉水瓶自由落體或豎直上拋有以下幾個優(yōu)點:

        1.可視性強。如果將瓶子直接上拋或者自由下落的話,在教室有限空間內(nèi)上升和下降過程都是極短暫的,不便于較清晰地觀察到實驗現(xiàn)象,而通過本實驗設計,可根據(jù)毛巾上的水跡間接反映了孔中有無水噴出。

        2.對比明顯。礦泉水瓶下降和上升過程中,只要受到拉力的作用就有水從孔中噴出,在只受重力作用下上升或下降過程中都沒有水噴出,現(xiàn)象非常明顯。

        3.便于操作。尤其是使礦泉水瓶做豎直上拋運動時,直接用手上拋很容易使瓶子發(fā)生翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象,致使有水流出。

        4.參與性強。本實驗需學生參與協(xié)助教師完成實驗,通過多次演示,既培養(yǎng)了學生的實驗能力,又激發(fā)了學生學習物理的興趣和愛好。endprint

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