Question

求有趣的物理实验，具有很强的操作性

适合高中学生的

Answer 1

1、钢针扎气球
吹胀气球，用钢针慢慢刺入气球，针插入了一半，气球竟然没有爆裂。再将气球在空中摇晃几下，插在气球上的钢针也在空中摇晃，可气球还是没有爆裂。接着，将钢针慢慢拔出，气球仍没有爆裂。又将钢针尽量从原插入孔插入，气球还是完好无损。
剖析：观察便可发现，吹胀的气球顶部（吹口的对面）的壁要比周围其他任何一个部位都要厚得多，因此，这个部位的壁所能承受的最大张力也比其他位置大得多。当我们用钢针从此处慢慢插入时，尽管此处的壁发生了形变，但它的厚度仍比周围的厚，所以，气球不会从此处爆裂；当针刺穿之后，针扎周围的橡皮由于弹性会很快挤拢来将针包住而不至于漏气。钢针拔出不漏气也是同样的道理。
2、试管学游泳

甲图：给大试管里装满水。然后，将管壁上贴有小人画的小试管底朝下插入大试管中，再用手堵住大试管的管口，将其管口翻转朝下。这时，大家观察到小试管会慢慢向上运动。

乙图：大试管里装满水。小试管里面也灌满了水，底朝下插入大试管中。用手堵住大试管的管口将其翻转朝下，这时学生观察到小试管并不向上运动。当我将堵住大试管口的手移开，试管里面的水慢慢流出时，小试管就开始向上慢慢运动了。

剖析：小试管两次向上运动，但成因却不同。

甲实验中，小试管所排开水的体积等于小试管及里面空间部分（空气）所占的体积，这样小试管所受浮力就大于它所受的重力，小试管就向上运动。

乙实验中，小试管所排开水的体积就等于小试管的玻璃部分所占的体积，因小试管的空间部分的水与外面大试管里面的水是连通的，这样小试管所受到的浮力就小于它所受的重力（因为玻璃的密度大于水的密度）。所以，在手未移开管口之前，小试管不会向上运动。当手移开之后，大、小试管中的水就往下流出，这时大气向上的压力大于小试管受到的重力，小试管就开始向上运动。

3、弹簧翻跟斗

在事先调整好斜面角度的木板上端，按图示旋转一根劲度系数很小的塑料弹簧，然后用手提着弹簧的上端，沿图中的第一个虚线路径轻轻一拉，放手后，整根弹簧就会沿着图中的第2个、第3个、第4个……虚线路径不停地翻转下去，就像杂技演员在地面上翻筋斗一样。

【剖析】

先由学生分析，再由老师剖析。当用手沿第1个虚线路径拉时，弹簧处于“∩”形状。这时，弹簧发生伸长形变，储存了弹性势能，于是弹簧便产生收缩的弹力，拉动后面部分沿着虚线路径运动，当前端接触到斜面时，后端变成了上端，即变成了下一个动作的前端，在惯性的作用下弹簧继续往下翻。整个运动过程中，弹簧的重力势能、弹性势能和动能三者之间不断发生相互转化。这样，弹簧就不停地翻转下去了。

4、“魔桶”的回报
【实验】

将一个事先准备好的“魔桶”搬上讲台。其实是一个遮蔽得很严，学生看不到内部结构的容器。“魔桶”的上端有一个内径为3cm～4cm的孔，下端接近底部的位置有一根内径0.5cm左右的塑料管穿出。将一小杯水从上面的小孔倒入，下面的管中就开始源源不断的流出水来了，用刚才的那只小杯子去接管里流出的水。不过，接了七八杯水倒在盆子里了，管中还有水流出，只好将“魔桶”里的水倒入另一个空桶里面。学生们大多百思不得其解。 【剖析】

其实桶中的水有15～16杯。桶的内部结构如右图所示，里面有一根弯的塑料软管，软管右端穿出桶外，另一端的管口在桶内靠近底部的位置。桶内的水面距弯管顶部0.5cm左右，桶内的水面.不会超过弯管的顶部。弯管的左半部分的水面与桶内的水面一样高，右半部分的管内没有水。根据连通器的原理，当往桶里倒入一小杯水后，桶里的水面就超过了弯管的顶部，管内的水注入右边的管子，水就从右边的管口流了出来。在大气压的作用下，桶内的水就源源不断的流出。

5、色子的“秘密”

可能有的同学在电视上看到，有人能将无数颗色子摇来重叠起来，且可以重叠成一列、二列、三列、四列。现在来探索一下其中的秘密。

演示1 在桌上放8粒色子，再用一个内径大小为5cm左右的玻璃杯口朝下罩住所有色子，所用的杯子的内部高度相当于8粒色子重叠的高度。我一只手握住杯子使其在桌上慢慢地左右做弧线运动，并逐渐加快速度，然后大喊一声“起”，杯子和里面的色子都离开了桌面。杯子在空中仍然口朝下，在空中不停地晃动，色子在杯中“哗啦啦”地始终没有掉下来。最后，慢慢将杯子倒扣在桌上。

演示2 握住刚才倒扣在桌上的杯子，提醒学生仔细观察老师的动作，杯子在桌上快速左右运动几次后停住，接着慢慢将杯子向上提起，8个色子重叠成了一列。

演示3 换一个内径6cm左右的杯子，内部高度为6个色子重叠起来的总高度。在里面放入6颗色子，重复上面演示2的实验，将杯子慢慢向上提起后，把6颗重叠的色子推到桌子的一边。再在杯子里重新放入6粒色子，同样摇成一列。最后将这12颗色子全部装入杯子中，重复上面演示2的操作，12个色子重叠成了两列，每列正好6个。这一步，**作了两次才成功。

演示4 将前面的12颗色子装入一个由两个“红毛丹”饮料重叠而成的杯子里，重复演示2的操作使12个色子叠成了一列。

【剖析】

1.杯子在桌上运动过程中是倾斜的，杯底也朝外侧倾斜。由于惯性，在杯子倾斜时，色子就会沿杯子壁向上运动。当色子离开杯口后，杯子以杯口为圆心做不完整的圆周运动，由公式F=知道，在m、ω一定的情况下，R越大的，所需的向心力就越大。这样，R大的离心现象就越明显，这些色子也就爬得越高。如果转速特别大，所有的色子全部都会涌向杯底方向
2.色子除了做演示1中的运动，杯子和里面的色子还一起又以人的肘为圆心在桌上做圆周运动。这样，色子在随杯子做圆周运动时会受到杯壁的摩擦力作用在杯子中旋转，增加了色子的稳定性。同时，色子又会做离心运动，所有色子都会靠向杯壁，逐渐重叠成一列。3.第三、四种情况的物理规律基本上与第二种相同，只是由于杯子高度的限制，当色子向上重叠碰到杯顶后，其余的色子就会重新叠成另一列。