趣味物理實(shí)驗(yàn)

1、趣味物理實(shí)驗(yàn)說明目錄逆風(fēng)行舟水中氣泡上升的探究走哪條坡道更快？哪個(gè)球滾得更快爬坡奇妙的線軸下坡玩具的探究會(huì)翻跟頭的“小魔丸”啄木鳥玩具的奧秘探究海獅戲球的奧秘奇妙的反彈現(xiàn)象彈性擺球的碰撞奇異的飲水鳥開爾文滴水發(fā)電機(jī)角鏡成像數(shù)的研究輝光球傾聽來自空間的聲音形形色色的音笛金屬棒發(fā)聲的探究氣懸球的實(shí)驗(yàn)平衡與穩(wěn)定程度的探討水中小球往何方逆流而上的小試管奇異的浮沉子水面上的浮子帶電棒下的瓶蓋和硬幣筷子插入水中后你會(huì)看到怎樣的圖景？常言道，乘長(zhǎng)風(fēng)破萬(wàn)里浪，順風(fēng)破浪。但你見過逆風(fēng)破浪，而不靠人力拼搏嗎？這似乎不可想象，但事實(shí)上，只要把握一定的航向和適當(dāng)控制帆面的位置，最終是可以達(dá)到逆風(fēng)的目標(biāo)的。下面的兩幅圖

2、片就是這樣的情況。 圖1 圖2請(qǐng)你用小車做一個(gè)模擬的實(shí)驗(yàn)，看看是否可能實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)前進(jìn)？你是在什么樣的情況下實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)前進(jìn)的？說明逆風(fēng)行舟的原理。能否用一把直尺、三角板和鉛筆做一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)說明它的原理。尋找逆風(fēng)行舟的必要條件，即說明在什么情況下不可能逆風(fēng)而上。尋找逆風(fēng)行舟的最佳條件，說明影響最佳的因素有哪些（可以先作某種理想化的假設(shè)）。能否建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析？下面我們來看一看逆風(fēng)行舟的示意圖： 查閱：力與受力分析；力與運(yùn)動(dòng)；力的合成與分解；動(dòng)量定理；流體的阻力。氣泡在水中會(huì)上升，這是司空見慣的現(xiàn)象，請(qǐng)你為它寫一篇論文，你可以研究哪些問題？ 圖1 圖2請(qǐng)你猜測(cè)一下，在豎直玻璃管中影響氣泡運(yùn)動(dòng)的因素有

3、哪些？請(qǐng)你猜測(cè)一下，在豎直玻璃管中一個(gè)氣泡的運(yùn)動(dòng)大致有什么規(guī)律？請(qǐng)你猜測(cè)一下，豎直玻璃管中的大氣泡和小氣泡哪一個(gè)快？請(qǐng)你猜測(cè)一下，玻璃管中氣泡上升快慢與玻璃管傾斜角度有什么關(guān)系？請(qǐng)你設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你的猜想。請(qǐng)你用理論分析你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在分析中，你提出了哪些假設(shè)和理想化的處理，又是怎樣進(jìn)行現(xiàn)實(shí)修正的？如果氣泡所在的深度很深，上升過程會(huì)有什么變化？如果氣泡在沸騰前后的水中上升，其運(yùn)動(dòng)各有什么特點(diǎn)？下面我們來看一看水中氣泡的示意圖： 查閱： 物體受力分析物體受力分析；力與運(yùn)動(dòng)；液體內(nèi)部壓強(qiáng)；液體的阻力；浮力；飽和汽壓。 兩輛相同的列車，從相對(duì)地面相同高度的斜坡上的平行軌道上滑下，一輛車到達(dá)地平面后

4、一直向前，另一輛車從斜坡沿直線進(jìn)入地下隧道，再轉(zhuǎn)入水平的隧道繼續(xù)向前，到一定距離后改為上坡到達(dá)地面。如果假定軌道轉(zhuǎn)折是圓滑的，請(qǐng)問，哪一輛車先到地面上的車站。 有如圖所示的兩個(gè)軌道：A軌道上端的斜道在a處轉(zhuǎn)入水平；B軌道在b處轉(zhuǎn)為水平，在c處轉(zhuǎn)向斜上方，在d處轉(zhuǎn)入與A軌道相同的水平面上。將abcdAB （示意圖）兩個(gè)相同的小球放在斜軌上方相同高度處釋放，問：哪一個(gè)小球先到達(dá)終點(diǎn)？或者是同時(shí)到達(dá)？做出猜想時(shí)，你是怎樣思考的？ 實(shí)驗(yàn)，看一看，實(shí)際情況是怎樣的？ 圖2 請(qǐng)從理論上分析。分析時(shí)假定小球在轉(zhuǎn)彎處速度大小不發(fā)生變化，會(huì)是怎樣的結(jié)果？ 假定小球在轉(zhuǎn)彎處與平軌發(fā)生碰撞，速度大小要變化，又會(huì)是怎

5、樣的結(jié)果？ 查閱：物體受力分析；力與物體的運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)的描述，速度、時(shí)間與路程；機(jī)械能。AB兩個(gè)籃球在相同坡度的軌道上，A軌道較寬，B軌道較窄，同時(shí)在同一高度釋放。如下面的示意圖： （示意圖）請(qǐng)你猜猜看，哪一條軌道上的籃球較早到達(dá)坡底？試試看，實(shí)際的結(jié)果與你的猜想一致嗎？你能否解釋一下你的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？籃球在軌道上運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？它運(yùn)動(dòng)的快慢是由什么因素決定的？你能否應(yīng)用數(shù)學(xué)工具來分析你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？如果在同一傾斜軌道上分別將兩個(gè)大小相同的木球和鋼球釋放，兩球快慢相同嗎？若不相同，哪一個(gè)球更快一些？你能解釋實(shí)驗(yàn)的結(jié)果嗎？如果在一個(gè)線軸上對(duì)稱地加配重，一次使配重靠近軸線，一次使配重較遠(yuǎn)離軸線，兩次

6、配重的質(zhì)量相等，將線軸從斜面高端釋放，問，哪一次的線軸滾動(dòng)更快？你能解釋實(shí)驗(yàn)的結(jié)果嗎？查閱：物體的平衡；物體的轉(zhuǎn)動(dòng)。常言道，人往高處走，水往低處流。從物理的角度來看，這是因?yàn)槿丝梢酝ㄟ^與地面的作用使外力克服重力作功而爬到高處，水在重力的作用下只能由高處向低處流動(dòng)。在如圖的裝置中，圓形的物體放在傾斜的軌道上，釋放以后卻會(huì)出現(xiàn)令人驚奇的現(xiàn)象。 圖1 圖2 你看到了哪些現(xiàn)象？ 你能提出哪些問題？ 為了尋找物體上轉(zhuǎn)的奧秘，你認(rèn)為還需要了解哪些信息？ 你能想象出沒有看到的信息內(nèi)容嗎？ 你能解釋上轉(zhuǎn)的原因嗎？它是否違背能量守恒定律？ 上轉(zhuǎn)的條件是什么？請(qǐng)你根據(jù)裝置的形狀，設(shè)定一些幾何參數(shù)，推導(dǎo)出上轉(zhuǎn)的必要

7、條件。并用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的推導(dǎo)結(jié)果。 如果旋轉(zhuǎn)體是一個(gè)球體，在什么樣的情況下可以上轉(zhuǎn)？在滿足開始上轉(zhuǎn)的條件后，若軌道參數(shù)不再改變，你能描繪出球體上滾過程中重心高度的變化圖線嗎（h-x圖像）？ 怎能樣使鋼球在雙管軌道上從最低端一直滾到最高端？ 假定要使小球能在爬坡啟動(dòng)以后做勻速運(yùn)動(dòng)，你應(yīng)當(dāng)怎么辦？畫出理論圖像。在我國(guó)一些旅游地有能自動(dòng)“上爬”的怪坡，請(qǐng)查閱有關(guān)資料，說明你對(duì)“怪”現(xiàn)象的看法。 查閱：物體的轉(zhuǎn)動(dòng)；重力勢(shì)能；物體的平衡。旅游景點(diǎn)：怪坡。如圖，有一只輪軸，兩側(cè)各一個(gè)輪盤，中間為軸，將線的一端固定在軸上并沿逆時(shí)針方向纏數(shù)圈，再把輪軸放在平臺(tái)面上： 拉住線的另一端，沿水平方向向右用力，請(qǐng)猜測(cè)

8、一下，線軸將向何方向運(yùn)動(dòng)？試一試，和你的猜測(cè)一致嗎？ 圖1 將拉線的一端轉(zhuǎn)過90，向上用力，猜測(cè)一下，線軸將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？試一試，和你的猜想一致嗎？ 圖2 要使線軸沿臺(tái)面向右移動(dòng)（只滑不滾），應(yīng)當(dāng)沿什么方向拉線？能寫出結(jié)果的數(shù)學(xué)表達(dá)式嗎？你是怎樣思考的？試一試，是否與你推導(dǎo)的結(jié)果一致？ 查閱：力矩與物體的轉(zhuǎn)動(dòng)；平動(dòng)物體的受力模型。 如有一種企鵝（或小兔或小袋鼠）玩具，它沒有貯存電能或彈性勢(shì)能的能源裝置，但能在斜面上前后搖擺著滴答滴答地走下去。 圖1 圖2我們看到哪些現(xiàn)象？ 為什么企鵝會(huì)搖搖擺擺地走下斜面？ 如何從力和運(yùn)動(dòng)的角度來解釋觀察到在現(xiàn)象？ 如何從能量的角度來解釋？ 在這些現(xiàn)象中涉及到

9、哪些物理知識(shí)？ 為了了解這種玩具的構(gòu)思過程，讓我們先研究一種半圓柱形的模型，這種模型在擺動(dòng)時(shí)為什么最終會(huì)停下來？ 如果要求它能不斷地?cái)[動(dòng)，且能在斜面上下坡，我們能對(duì)這一模型進(jìn)行改造嗎？ 如果能在這個(gè)模型上加“腿”，你認(rèn)為它的轉(zhuǎn)軸孔應(yīng)當(dāng)設(shè)置在哪里，“腿”的長(zhǎng)度有什么要求？ 你能否用硬卡片紙按設(shè)計(jì)圖形裁剪、測(cè)量出各部分重心的位置、組裝后再模擬下坡過程觀察重心位置的變化？ 你能否從理論上分析自己的設(shè)計(jì)，再制作并解決一些技術(shù)性的問題？下面我們來看一看半圓柱形模型的示意圖：AG側(cè)視圖 圖1 圖2 查閱：振動(dòng)；力和物體的運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。在斜槽上放有一枕形物體，枕形物體釋放后即向下翻動(dòng)（如圖所示）。圖2

10、 圖1 你能定性地描述見到的物理現(xiàn)象嗎？ 你能猜出它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)嗎？ 如果讓你就此現(xiàn)象寫一篇論文，你將提出和論述哪些問題？ 你能分析這種奇特運(yùn)動(dòng)的物理過程嗎？你能用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)分析過程中運(yùn)動(dòng)變化的原因嗎？在運(yùn)動(dòng)過程中，能量是如何變化的？ 你能運(yùn)用數(shù)學(xué)工具描述它在斜面上翻跟頭的運(yùn)動(dòng)嗎? 它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可由幾個(gè)參量來描述？能用圖像來表示嗎？選取哪幾個(gè)隨時(shí)間變化的變量？怎樣選取更為簡(jiǎn)單？ 查閱：物體的運(yùn)動(dòng)；力矩和物體的轉(zhuǎn)動(dòng)；摩擦；機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。啄木鳥是森林的保護(hù)神，它不知疲倦地為樹木除蟲治病。讓我們做一個(gè)，啄木鳥的玩具，并探究這種玩具的奧秘。如圖，玩具啄木鳥歇在支桿的上端，把它的尾部抬起再松手： 能否

11、把見到的現(xiàn)象的特點(diǎn)描繪出來？ 能否把啄木鳥簡(jiǎn)化為一定的物理模型？ 能否定性地說明啄木鳥產(chǎn)生這種奇特運(yùn)動(dòng)的原因？ 啄木鳥能在支桿上歇住的條件是什么？ 能否運(yùn)用數(shù)學(xué)工具建立啄木鳥的運(yùn)動(dòng)過程模型？ 制作一個(gè)簡(jiǎn)單的啄木鳥玩具的模型，在一條金屬片一側(cè)鉆孔，用涼衣服的木夾夾在金屬片的另一端，再把這個(gè)帶夾的金屬片套在豎直的支軸上，輕輕地?fù)軇?dòng)木夾的尾端，看看，這個(gè)模型能否像啄木鳥玩具一樣不停地振動(dòng)和下降？這個(gè)模型的金屬片上孔的大小、金屬片的厚度、木夾離軸的距離對(duì)它的運(yùn)動(dòng)有何影響？ 圖1 圖2 查閱：振動(dòng)；摩擦；物體的平衡；力矩與物體的轉(zhuǎn)動(dòng)。把小球放在平面上，再放上海獅玩具，以海獅的正面去接近小球。 圖1 你看

12、到了哪些現(xiàn)象？想到什么問題？ 請(qǐng)猜測(cè)一下，海獅內(nèi)部和小球內(nèi)部可能有什么樣的東西？ 請(qǐng)猜測(cè)他們的結(jié)構(gòu)模型。 請(qǐng)用實(shí)驗(yàn)證實(shí)你提出的結(jié)構(gòu)模型。 請(qǐng)分析海獅戲球產(chǎn)生這種奇特現(xiàn)象的原理。 圖2 你在探索過程中是怎樣思考的？遇到了哪些矛盾，是怎樣解決的？ 查閱：物體的運(yùn)動(dòng)和力；磁體的相互作用，磁場(chǎng)。兩只彈性球，小球的質(zhì)量遠(yuǎn)小于大球的質(zhì)量，將小球放在大球上，讓兩球同時(shí)自由下落：H 圖1 圖2 猜測(cè)一下，落地后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？猜想的依據(jù)是什么？ 試一試，你看到了什么現(xiàn)象？與你的猜測(cè)一致嗎？ 怎樣解釋你看到的現(xiàn)象？從釋放后，兩小球經(jīng)歷了怎樣的過程？你能把它分為幾個(gè)階段？每階段適用何種規(guī)律？你提出了哪些理想化的假

13、設(shè)？ 你能否以逆向思維的方式作出判斷，并加以說明？如果兩小球質(zhì)量相等，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？你作出判斷的依據(jù)是什么？ 如果有三個(gè)質(zhì)量相等的彈性球壘在一起，自由下落反彈后，又會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？ 查閱：動(dòng)量，動(dòng)量守恒；動(dòng)能，機(jī)械能守恒；碰撞。 物理學(xué)史中，關(guān)于運(yùn)動(dòng)量之爭(zhēng)論持續(xù)了半個(gè)世紀(jì)之久，這場(chǎng)爭(zhēng)論澄清了動(dòng)量和能量概念的本質(zhì)區(qū)別，導(dǎo)致機(jī)械能守恒的建立。在這場(chǎng)爭(zhēng)論中，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)曾經(jīng)懸賞征集兩擺球碰撞的實(shí)驗(yàn)的解釋。這里就讓我們重復(fù)這一探究的過程。7個(gè)等擺長(zhǎng)的鋼性小球，一個(gè)緊依著一個(gè)，在一條直線上。猜測(cè)一下： 圖1 圖2 將最左邊的小球偏離平衡位置，釋放以后會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況？ 讓左邊的兩上小球偏離平衡位

14、置，釋放以后會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況？ 讓左邊的三個(gè)小球偏離平衡位置，釋放以后會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況？ 實(shí)驗(yàn)，看看結(jié)果是否如你預(yù)見的那樣？ 請(qǐng)你先對(duì)兩個(gè)剛性擺球的碰撞進(jìn)行理論的分析，再用理論來解釋上述實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。在解釋中你提出了什么樣的假設(shè)？ 你能否用反證的方法說明實(shí)驗(yàn)只能是那樣的結(jié)果？ 查閱：動(dòng)量與動(dòng)能；碰撞；物理學(xué)史運(yùn)動(dòng)量的量度。有如圖所示的玩具，稱之為飲水鳥，在飲水鳥旁的小碗中注水近滿，再把飲水鳥的頭按低，使其嘴喙插入至水中，片刻后釋放，仔細(xì)觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。 圖1 圖2 你見到哪些現(xiàn)象？ 想象出它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并分析飲水鳥連續(xù)動(dòng)作的原因。你是怎樣思考的？根據(jù)哪些現(xiàn)象提出和作出假設(shè)？ 請(qǐng)你說明飲水鳥重

15、心變化的初始原因是什么？為什么會(huì)引起重心變化？低頭的力矩是怎樣產(chǎn)生的？ 飲水鳥低頭以后，為什么又會(huì)抬起頭來？你是否觀察到抬頭前飲水鳥內(nèi)發(fā)生的一些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象與抬頭有什么關(guān)系？ 能否用另一種方式的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你提出的假說？ 請(qǐng)分析說明這種“機(jī)器”能否看成是一種永動(dòng)機(jī)？為什么？ 下面我們就來觀察一下這個(gè)奇異的“飲水鳥”的示意圖吧： 圖3 查閱：力矩與物體的轉(zhuǎn)動(dòng)；重心；液體的壓強(qiáng)；飽和汽壓；熱力學(xué)定律。 開爾文滴水發(fā)電機(jī)是一種靜電發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖所示，請(qǐng)仔細(xì)地觀察裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用文字作簡(jiǎn)要說明。 打開水箱閥門，讓水從兩側(cè)的注射針頭流出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生？水花的形狀是怎樣的？ 試分析發(fā)電的原因。

16、如果你不能分析，請(qǐng)?zhí)^此問題，做下面的實(shí)驗(yàn)，而后再回答本問題。 給你一根有機(jī)玻璃棒和絲綢，請(qǐng)檢驗(yàn)一下兩側(cè)的金屬圓筒、下方的接水容器和水花各帶什么種類的電荷。也許這對(duì)你進(jìn)行原理分析會(huì)有所幫助。給你一只氖管，手拿住它的一端，分別用另一端接觸金屬圓筒和下方的容器，觀察氖管中的起輝現(xiàn)象，你能用它來判斷電荷的種類嗎？ 圖1 圖2 請(qǐng)將這個(gè)滴水發(fā)電機(jī)的裝置拆開，重新進(jìn)行某種組合，設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的猜想。(a)(b)(c)圖2 用導(dǎo)線將靜電起電機(jī)的一極與水箱連接，將接水容器通過導(dǎo)線與驗(yàn)電羽或驗(yàn)電器相連，打開水流閥門，觀察并解釋你看到的現(xiàn)象。 將帶正電（或負(fù)電）的物體置于出水口處，將接水容器通過導(dǎo)線與驗(yàn)

17、電羽或驗(yàn)電器相連，打開水流閥門，觀察并解釋你看到的現(xiàn)象。檢驗(yàn)一下接水容器所帶電荷的種類。 用導(dǎo)線將圖中左下方的接水容器與右側(cè)出水口下方的金屬圓筒相連接，將接水容器通過導(dǎo)線與驗(yàn)電羽或驗(yàn)電器相連，打開水流閥門，觀察并解釋你看到的現(xiàn)象。檢驗(yàn)右側(cè)金屬筒和接水容器所帶電荷的種類。做過上面實(shí)驗(yàn)后，你能回答開爾文滴水發(fā)電機(jī)的原理嗎？你還能從這組實(shí)驗(yàn)中說明反饋對(duì)現(xiàn)象進(jìn)程的影響嗎？夏天雷雨降臨時(shí)，不知你有沒有注意到這樣的現(xiàn)象：烏云密布，雷鳴閃電，開始出現(xiàn)稀稀小雨滴，很快轉(zhuǎn)為傾盆大雨。為什么從小雨滴而變?yōu)閮A盆大雨？你能用一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)來說明這一現(xiàn)象嗎？ 查閱：靜電，靜電感應(yīng)，雷電。豎直的兩個(gè)平面鏡，一面固定，另一面

18、可以繞兩平面鏡接縫的豎直軸旋轉(zhuǎn)。 使兩平面鏡的夾角為90，請(qǐng)你位于直角鏡的平分線上，向鏡內(nèi)觀察，記錄你所看到的現(xiàn)象。與一面平面鏡所看到的像有什么區(qū)別？請(qǐng)你改變自己所在的位置，每次都向角鏡的接縫處觀察，你每次都能看到自己的像嗎？請(qǐng)畫出光路圖，并解釋你看到的現(xiàn)象。 圖1 逐漸改變角鏡的夾角，每次都把一個(gè)物體放在角鏡的平分線上，從鏡面中能看到多少物體的像？把猜測(cè)的與看到的記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中。 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能總結(jié)出一種成像數(shù)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律嗎？ 圖2 圖3 查閱：平面鏡成像；角鏡成像 接通輝光球的電源，觀察并描述你所見到的現(xiàn)象。你能解釋你看到的現(xiàn)象嗎？ 圖1 圖2 用一只手靠近輝光球，最終觸摸到它的

19、玻璃殼上，你看到什么現(xiàn)象？請(qǐng)解釋你看到的現(xiàn)象。 給你一只測(cè)電筆的氖管，請(qǐng)你證明輝光球的周圍存在電場(chǎng)。從你觀察到的現(xiàn)象說明這個(gè)電場(chǎng)有什么特點(diǎn)？ 用手拿著一支8W日光燈管的一端（與管腳接觸），使另一端接觸輝光球的玻璃球殼，能使燈管發(fā)光嗎？ 查閱：氣體輝光放電。如下面的圖，支架上有一排長(zhǎng)短不同的塑料管。 圖1 把耳朵貼在下端的管口上，你能聽到聲音嗎？ 從長(zhǎng)管的一端開始，依次去傾聽不同長(zhǎng)度管中的聲音，它們的音調(diào)有什么不同？ 用一塊橡皮板逐次拍打塑料管下端的管口，你聽到聲音的音調(diào)有什么區(qū)別？ 測(cè)量一下每根塑料管的長(zhǎng)度，并設(shè)法測(cè)量出每個(gè)管子發(fā)出聲音的頻率，探討一下聲音的音調(diào)、頻率與管長(zhǎng)的關(guān)系。 往水瓶中沖

20、開水時(shí)，你聽到聲音的音調(diào)是怎樣變化的？ 查閱：音階、音調(diào)的知識(shí) 取各種各樣的空玻璃瓶，用嘴唇貼在瓶口上吹氣，聽聽發(fā)出聲音的音調(diào)有什么區(qū)別？猜想一下，音調(diào)的高低可能與哪些因素有關(guān)？ 取一只空玻璃瓶，逐次往瓶?jī)?nèi)注水，使水量增加，每一次都用嘴唇貼在瓶口上吹氣，聽聽發(fā)出聲音的音調(diào)有什么區(qū)別？與空瓶的體積有什么關(guān)系（定性）？ 用塑料膠卷盒做一個(gè)如圖所示的小音笛，手拿線頭揮動(dòng)使膠卷盒作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，聽聽膠卷盒運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。用膠帶貼在膠卷盒的側(cè)孔上，逐次改變側(cè)孔的大小，試一試，看看音調(diào)的高低與開孔大小有什么關(guān)系（定性）？圖1 用圓珠筆管做一個(gè)笛管，在其前端塞入一段劈去三分之一圓柱的木塞，并開一個(gè)斜形的出氣口

21、，在管后端插入一根可以抽動(dòng)的活塞。吹氣時(shí)抽動(dòng)活塞，即可發(fā)出變調(diào)的聲音。 圖2用剪刀將飲料吸管的前端剪兩刀，形成兩片可振動(dòng)的箔片，即做成一個(gè)簡(jiǎn)單的音笛。實(shí)驗(yàn)時(shí)將前端箔片插入口內(nèi)吹氣，發(fā)生聲音。用剪刀逐次將飲料吸管剪短，吹奏出的音調(diào)有什么變化？ 圖3 以上各種音笛的原理涉及空氣柱的共鳴，有的可以用赫姆霍茨共鳴腔的原理作近似的解釋。你能通過某些查詢做出一定的解釋嗎？V0Sh 查閱： 赫姆霍茨共鳴腔的原理為你提供一系列不同的金屬棒（或金屬型材）： 采用何種方法可以使金屬棒發(fā)出聲音？試一試。 有哪些不同的方式？試一試。1 請(qǐng)描述在什么情況下怎樣使物體發(fā)出聲音以及所發(fā)出聲音的特點(diǎn)。發(fā)聲體的情況激發(fā)聲音的方

22、式發(fā)出聲音的特點(diǎn)捏緊棒的中點(diǎn)由里向外反復(fù)摩擦在金屬棒的表面上抹一些松香粉，用一只手捏在棒的中點(diǎn)處，在另一只手的手指上也沾上一些松香粉，并反復(fù)地摩擦金屬棒（如圖），你聽到的聲音有什么特點(diǎn)？想一想，這種聲音的頻率與哪些因素有關(guān)？ 用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)你的想法。記錄你所做實(shí)驗(yàn)的儀器和有關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與你的猜想一致嗎？ 你能否用理論來解釋你所做實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象？你能否測(cè)量出聲音在金屬棒中傳播的速度？查閱：振動(dòng)與波；聲駐波的原理用一根竹桿（或木桿），你能把一只球頂起來嗎？似乎是不可能的。但用一束氣流或水流卻能夠做到。 圖1 圖2 用小鼓風(fēng)機(jī)作為氣源產(chǎn)生一束向上的氣流，把一只注水的乒乓球放在氣流上方，乒乓球能穩(wěn)定

23、地懸于空中嗎？試一試，請(qǐng)分析你見到的現(xiàn)象。 緩緩地橫向移動(dòng)氣源，乒乓球會(huì)掉下來嗎？試一試，解釋你見到的現(xiàn)象。 在乒乓球的上方放上一個(gè)大塑料球，兩個(gè)球能穩(wěn)定地懸于氣流之中嗎？試一試。 將大塑料球懸于豎直向上的氣流中，再使氣源的噴氣管逐漸傾斜至一定角度，塑料球能穩(wěn)定地懸于空中嗎？試分析球的受力情況，并解釋你見到的現(xiàn)象。 你能把一只下掛擺球的塑料可樂瓶（瓶底呈球形）懸于空中嗎？你是怎樣做到的？ 在氣懸球中應(yīng)用的原理是什么？請(qǐng)舉出這種原理在生活和科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用的例子。 請(qǐng)看下面關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的示意圖 查閱：壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，帕努里方程，流線；物體的平衡。經(jīng)驗(yàn)表明，被支持物體的面積越大，物體也就越穩(wěn)。誰(shuí)都

24、不會(huì)把瓶子倒放，就是一個(gè)例證。 支持面積小的是否就不穩(wěn)呢？給你一支鉛筆和一把小刀，你能讓鉛筆尖支在你的手指上而達(dá)到穩(wěn)定平衡嗎？給一把彎柄的傘，你能讓一個(gè)酒瓶穩(wěn)定地架在一根水平的繩索上嗎？試一試，請(qǐng)說明能夠達(dá)到穩(wěn)定平衡的原因。 重心越低穩(wěn)定度越大，這是我們對(duì)物體平衡和穩(wěn)定的進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，你能從能量的角度來認(rèn)識(shí)這一結(jié)論嗎？ 是否在任何情況下都是重心越低就越穩(wěn)呢？請(qǐng)將一個(gè)重物固定在長(zhǎng)桿上，用你的手托在長(zhǎng)桿的下端處，設(shè)法穩(wěn)定地頂住這根長(zhǎng)桿。改變重物離支點(diǎn)的高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，關(guān)于重心高度對(duì)穩(wěn)定程度的影響，你得到什么結(jié)論呢？又怎能樣解釋它呢？在雜技表演中，我們驚訝地看到雜技演員頂桿的精彩表演，就是利用了這一

25、原理，生活中還有哪些類似這樣的“反常”現(xiàn)象呢？ 我們可以看看下面的圖片,想一想上面幾個(gè)問題。 人們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：車子突然開動(dòng)時(shí)，車內(nèi)的人要向后倒；車子突然停止時(shí)，車內(nèi)的人要向前傾。在下面的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，是否也是這樣的呢？ 如圖，充滿水的密閉容器里有兩個(gè)擺球，一個(gè)是正懸的擺，一個(gè)是倒懸的擺。當(dāng)容器向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中的擺球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？猜一猜，再試一試，然后分析你看到的現(xiàn)象。 圖1 如果容器中的水未裝滿，一個(gè)球漂浮在水面上，一個(gè)球被擺線拉在水中，如圖。當(dāng)容器向右加速時(shí)，小球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢？猜一猜，再試一試，然后分析你看到的現(xiàn)象。 圖2 在手搖轉(zhuǎn)盤支架上固定著一個(gè)“V”形的玻璃容器，容器中充滿水，并有兩個(gè)球，一個(gè)球在傾斜玻璃管的上方，另一個(gè)球在另一傾斜玻璃管的下方。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤后，兩個(gè)小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？猜一猜，再試一試，然后分析你看到的現(xiàn)象。 你能從兩種參照系（慣性系與非慣性系）的角度來分析你見到的現(xiàn)象嗎？請(qǐng)看下面的實(shí)驗(yàn)圖片： 圖3 圖4 查閱：流體的靜壓強(qiáng)，浮力，非慣性系，慣性力，在初中物理大氣壓強(qiáng)的教學(xué)中，我們?cè)鲞^“倒置的大小試管”的演示，即在大試管中注水，再把小試管底朝下插入水中，然后將大試管倒置，小試管就往上升。這