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用塑料瓶做物理实验的探索
物理学本身的特点，决定了观察和实验在物理教学中的重要地位。在物理教学中，学生对大量的要领和规律的获得，都需要在观察和实验的基础之上，以获得具体的、感性的认识，这是青少年认识他们陌生的领域或接受新知识，遵循“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践”的认识规律，是他们掌握知识的开端。因此，实验仪器是探索物理现象和规律的重要手段。
塑料瓶是人们日常生活中用于装矿泉水和饮料等用，利用塑料瓶具有透明度和广泛存在于生活中，可以十分方便地指导和启发学生做很多的物理实验，其演示效果明显，并不违背物理学原理。塑料瓶可以替代烧杯、量筒、漏斗等实验器材，启迪学生观察、思索各种物理现象，引导学生从感性到理性的认知过程，提高学生学习兴趣和培养他们学以致用的良好习惯。
以下是我在多年教学中应用塑料瓶做初中物理实验的几个例子：
一、声与能量的实验
器材：塑料瓶、蜡烛、火柴、橡皮膜、橡皮筋、铁锥
操作：如图1所示，割去塑料瓶瓶底，
用橡皮膜蒙住瓶底，并用橡皮筋扎紧（橡皮
膜尽可能绷紧些）,再用铁锥往瓶盖上钻一
个小孔。塑料瓶口对着蜡烛的火焰，当人对
着橡皮膜大声讲话时，火焰会摇动。 图--1
实验现象表明：声是一种波（声波），声波是一种
波动，声波能传递能量。
二、光的直线传播
器材：健力宝瓶（割成烧杯的形状）、
红外光笔、蚊香、火柴
操作：如图2所示，点燃蚊香后用塑料瓶罩住， 图--2
当瓶内充满烟雾时，用红外光笔把光从瓶外射入瓶内，让学生观察红外光在烟雾中的传播路径。现象表明：光在烟雾中沿直线传播。推理：光在空气中、水中、玻璃中，也可能是沿直线传播。
三、光的折射现象
器材：健力宝瓶（割成烧杯的形状）、铅笔、红外光、自来水、彩色贴纸、铁架台
操作1：如图3所示，把一支铅笔插入水
中，从侧面观察，看上去铅笔好像在水面上折
断了，并观察到在水中那一截铅笔变粗了，但
是从水面上观察铅笔却是向上翘起了。实验现
象表明：（1）光从空气射入水中时，传播方向
要改变；（2）铅笔好像折断、变粗、往上翘都 图--3
是光的折射现象造成的。
操作2：如图4--甲所示，先把红外光笔用铁架台固定好，用彩色贴纸记下红外光射入空瓶内的位置定为a点，当倒入三分之二的自来水时，用彩色贴纸记下此时红外光射在瓶身上的位置定为b点。
观察实验现象，结果表明：当光从空气中斜射入水中时，折射光线向下偏折。
操作3：如图4--乙所示，当光从空气中垂直射入水中时，可观察到光的传播方向不改变。
图--4
四、自制放大镜
器材：塑料瓶（割成烧杯的形状）、报纸、金鱼、自来水
制作方法：往塑料瓶内倒入三分之二的自来水，把报纸贴在瓶身上，可透过瓶子观察到报纸上的字变大了。若在水中放入几条小金鱼，透过瓶子观察小金鱼，小金鱼也变大了。这表明：圆柱形的塑料瓶相当于凸透镜，当物体放在凸透镜焦点以内时物体将会被放大。
五、自制量筒
器材：塑料瓶（割成烧杯的形状）、量筒、贴纸、自来水
制作方法：用标准的量筒每次量取10ml的自来水倒入塑料瓶内时，就在瓶身上用贴纸标记水位，这样一个用塑料瓶制作的量筒便做成了。
六、液体的压强
器材：健力宝瓶、矿泉水瓶、铁锥、自来水、刻度尺、水槽
文本框: a文本框: b文本框: c文本框: d
操作1：如图5--甲如图所示，塑料瓶内倒满水后，用铁锥分别在a、b、c、d四个不同高度的位置钻一个小孔，探究水流出的情况。
观察到在a处水流慢，b处水流快，c、d处水流一样快。表明：液面往下越深液体的压强就越大。经测量c、d两处水流离瓶身的最大距离相等。表明：液面往下同一深度，液体向各个方向的压强都相等。
操作2：如图5--乙所示，往大的塑料瓶内倒入相同高度的自来水，在液面往下相同深度的位置e、f处分别用铁锥钻一个小孔，探究水流出的情况。
观察到乙图中e、f处水流快慢与甲图中c、d处水流快慢相同；经测量甲图中e、f处水流离瓶身的最大距离与乙图中c、d处水流离瓶身的最大距离相等。表明：同种液体的压强深度有关与容器底面积无关。
七、大气的压强
1、证明大气压强的存在
器材：塑料瓶、水槽、蜡烛、火柴、自来水、红墨水
操作：如图6--甲所示，将小段蜡烛点燃，在水槽中滴入几滴刚溶化的蜡，迅速将点燃和蜡烛固定在上面。在水槽中加入适量自来水，滴入几滴红墨水，深度约 2cm。把塑料瓶倒置在水中，罩住蜡烛，当火焰熄灭时，可看到塑料瓶中有升高的水柱（如图乙）。这说明大气压强的存在，是大气压把水压入塑料瓶中的。
2、制作使水位保持一定的装置
器材：塑料瓶、水槽、两个小方砖
操作：如图7所示，用一个塑料瓶装
满水倒放在水槽中瓶口刚好被水浸没，当
水槽中的水位降低时，塑料瓶口离开水面，
瓶内的水会下降。由于大气压的作用，直
到水槽中的水位到达瓶口时，瓶内的水才停止下降。 图--7
此装置可应用于家畜自动喂水和家庭养花供水装置。
八、流体的压强与流速的关系
器材：塑料瓶、乒乓球、透明饮料吸管、红墨水
操作1：如图8--甲所示，将塑料瓶剪成漏斗式，把乒乓球放在“漏斗”上面，向“漏斗”用力吹气，观察乒乓球会不会飞出去。
实验表明：用力吹气时，“漏斗”臂处空气流速大，压强小，斜上方大气压将乒乓球抵住，所以飞不出去。
操作2：如图8--乙所示，塑料瓶中倒入自来水加入几滴红墨水，左手拿着一支吸管竖直插入瓶内，右手横拿着另一支吸管，将嘴对着横管的一端用力吹气，观察发生的现象。
用力吹气时，横管中空气流速快，竖管上方压强小，水在竖管外大气压的作用下压入管内，观察到竖管内水柱升高，从而得出探究结论：在气体中，流速越大的位置，压强越小。
从以上的几个实验可见，随处可得的塑料瓶能做出如此多的实验，这说明只要我们善于发现，细心观察，勤于思考，勇于实践，就有可能因陋就简的利用身边的物品做一些有趣的实验，特别是在教学仪器设备不齐全的农村中学，这种做法我认为可以倡导。
物理学本身的特点，决定了观察和实验在物理教学中的重要地位。在物理教学中，学生对大量的要领和规律的获得，都需要在观察和实验的基础之上，以获得具体的、感性的认识，这是青少年认识他们陌生的领域或接受新知识，遵循“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践”的认识规律，是他们掌握知识的开端。因此，实验仪器是探索物理现象和规律的重要手段。
塑料瓶是人们日常生活中用于装矿泉水和饮料等用，利用塑料瓶具有透明度和广泛存在于生活中，可以十分方便地指导和启发学生做很多的物理实验，其演示效果明显，并不违背物理学原理。塑料瓶可以替代烧杯、量筒、漏斗等实验器材，启迪学生观察、思索各种物理现象，引导学生从感性到理性的认知过程，提高学生学习兴趣和培养他们学以致用的良好习惯。
以下是我在多年教学中应用塑料瓶做初中物理实验的几个例子：
一、声与能量的实验
器材：塑料瓶、蜡烛、火柴、橡皮膜、橡皮筋、铁锥
操作：如图1所示，割去塑料瓶瓶底，
用橡皮膜蒙住瓶底，并用橡皮筋扎紧（橡皮
膜尽可能绷紧些）,再用铁锥往瓶盖上钻一
个小孔。塑料瓶口对着蜡烛的火焰，当人对
着橡皮膜大声讲话时，火焰会摇动。 图--1
实验现象表明：声是一种波（声波），声波是一种
波动，声波能传递能量。
二、光的直线传播
器材：健力宝瓶（割成烧杯的形状）、
红外光笔、蚊香、火柴
操作：如图2所示，点燃蚊香后用塑料瓶罩住， 图--2
当瓶内充满烟雾时，用红外光笔把光从瓶外射入瓶内，让学生观察红外光在烟雾中的传播路径。现象表明：光在烟雾中沿直线传播。推理：光在空气中、水中、玻璃中，也可能是沿直线传播。
三、光的折射现象
器材：健力宝瓶（割成烧杯的形状）、铅笔、红外光、自来水、彩色贴纸、铁架台
操作1：如图3所示，把一支铅笔插入水
中，从侧面观察，看上去铅笔好像在水面上折
断了，并观察到在水中那一截铅笔变粗了，但
是从水面上观察铅笔却是向上翘起了。实验现
象表明：（1）光从空气射入水中时，传播方向
要改变；（2）铅笔好像折断、变粗、往上翘都 图--3
是光的折射现象造成的。
操作2：如图4--甲所示，先把红外光笔用铁架台固定好，用彩色贴纸记下红外光射入空瓶内的位置定为a点，当倒入三分之二的自来水时，用彩色贴纸记下此时红外光射在瓶身上的位置定为b点。
观察实验现象，结果表明：当光从空气中斜射入水中时，折射光线向下偏折。
操作3：如图4--乙所示，当光从空气中垂直射入水中时，可观察到光的传播方向不改变。
图--4
四、自制放大镜
器材：塑料瓶（割成烧杯的形状）、报纸、金鱼、自来水
制作方法：往塑料瓶内倒入三分之二的自来水，把报纸贴在瓶身上，可透过瓶子观察到报纸上的字变大了。若在水中放入几条小金鱼，透过瓶子观察小金鱼，小金鱼也变大了。这表明：圆柱形的塑料瓶相当于凸透镜，当物体放在凸透镜焦点以内时物体将会被放大。
五、自制量筒
器材：塑料瓶（割成烧杯的形状）、量筒、贴纸、自来水
制作方法：用标准的量筒每次量取10ml的自来水倒入塑料瓶内时，就在瓶身上用贴纸标记水位，这样一个用塑料瓶制作的量筒便做成了。
六、液体的压强
器材：健力宝瓶、矿泉水瓶、铁锥、自来水、刻度尺、水槽
文本框: a文本框: b文本框: c文本框: d
操作1：如图5--甲如图所示，塑料瓶内倒满水后，用铁锥分别在a、b、c、d四个不同高度的位置钻一个小孔，探究水流出的情况。
观察到在a处水流慢，b处水流快，c、d处水流一样快。表明：液面往下越深液体的压强就越大。经测量c、d两处水流离瓶身的最大距离相等。表明：液面往下同一深度，液体向各个方向的压强都相等。
操作2：如图5--乙所示，往大的塑料瓶内倒入相同高度的自来水，在液面往下相同深度的位置e、f处分别用铁锥钻一个小孔，探究水流出的情况。
观察到乙图中e、f处水流快慢与甲图中c、d处水流快慢相同；经测量甲图中e、f处水流离瓶身的最大距离与乙图中c、d处水流离瓶身的最大距离相等。表明：同种液体的压强深度有关与容器底面积无关。
七、大气的压强
1、证明大气压强的存在
器材：塑料瓶、水槽、蜡烛、火柴、自来水、红墨水
操作：如图6--甲所示，将小段蜡烛点燃，在水槽中滴入几滴刚溶化的蜡，迅速将点燃和蜡烛固定在上面。在水槽中加入适量自来水，滴入几滴红墨水，深度约 2cm。把塑料瓶倒置在水中，罩住蜡烛，当火焰熄灭时，可看到塑料瓶中有升高的水柱（如图乙）。这说明大气压强的存在，是大气压把水压入塑料瓶中的。
2、制作使水位保持一定的装置
器材：塑料瓶、水槽、两个小方砖
操作：如图7所示，用一个塑料瓶装
满水倒放在水槽中瓶口刚好被水浸没，当
水槽中的水位降低时，塑料瓶口离开水面，
瓶内的水会下降。由于大气压的作用，直
到水槽中的水位到达瓶口时，瓶内的水才停止下降。 图--7
此装置可应用于家畜自动喂水和家庭养花供水装置。
八、流体的压强与流速的关系
器材：塑料瓶、乒乓球、透明饮料吸管、红墨水
操作1：如图8--甲所示，将塑料瓶剪成漏斗式，把乒乓球放在“漏斗”上面，向“漏斗”用力吹气，观察乒乓球会不会飞出去。
实验表明：用力吹气时，“漏斗”臂处空气流速大，压强小，斜上方大气压将乒乓球抵住，所以飞不出去。
操作2：如图8--乙所示，塑料瓶中倒入自来水加入几滴红墨水，左手拿着一支吸管竖直插入瓶内，右手横拿着另一支吸管，将嘴对着横管的一端用力吹气，观察发生的现象。
用力吹气时，横管中空气流速快，竖管上方压强小，水在竖管外大气压的作用下压入管内，观察到竖管内水柱升高，从而得出探究结论：在气体中，流速越大的位置，压强越小。
从以上的几个实验可见，随处可得的塑料瓶能做出如此多的实验，这说明只要我们善于发现，细心观察，勤于思考，勇于实践，就有可能因陋就简的利用身边的物品做一些有趣的实验，特别是在教学仪器设备不齐全的农村中学，这种做法我认为可以倡导。
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