挑戰(zhàn)杯申報(bào) 材料二 典型“生活化的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)舉例

典型“生活化的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)舉例閱讀索引TOC\o"1-5"\h\z1水果電池 22帶電的報(bào)紙 43乒乓球的沉浮 5\o"CurrentDocument"4燒不壞的手帕 6\o"CurrentDocument"5光與彩虹 76彎曲的水流 97自制浮力支承式指南針 128筷子的神力 149自制紙杯旋轉(zhuǎn)燈 1710省力工具的組合應(yīng)用 2011紙制的鍋?zhàn)?2112自制孔明燈 2213不可思議的碰撞 2414瓶子癟了 2515蠟燭抽水機(jī) 2716自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的奧秘 2917神奇的沙堆 31水果電池思考：水果是很美味的食物，但你沒想到水果還可做電池吧？實(shí)驗(yàn)材料：銅片數(shù)個(gè)、鋅片數(shù)個(gè)、導(dǎo)線數(shù)根、切開的檸檬數(shù)塊、發(fā)光二極管、小燈泡實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、 用長5cm、寬1cm的鋅片和銅片插在一個(gè)水果上，間隔1cm,這樣檸檬電池同普通電池一樣，有了正負(fù)兩極。2、 用13條短銅線將12個(gè)檸檬電池互相串連。串連的意思就是第一個(gè)電池的鋅片用銅線接到第二個(gè)銅片，第二個(gè)的鋅片再接第三個(gè)的銅片。這樣連成一長鏈，同時(shí)用回紋針夾緊纏繞鋅片和銅片的銅線，使其接觸良好。3、 最后，兩端接上燈座的正負(fù)兩極，1.5伏特的小燈泡就會(huì)發(fā)亮。4、 如果沒有鋅片，可以用廢舊電池的鋅殼代替。實(shí)驗(yàn)原理：其實(shí)，檸檬電池的原理與常見的干電池的原理是一樣的，都是利用化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，原電池原理：陽極 Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應(yīng)）陰極2H++2e-二H（（還原反應(yīng)）2最大的不同在于電解液不同。通過化學(xué)反應(yīng)使每個(gè)檸檬都產(chǎn)生一定的電壓，但一個(gè)檸檬產(chǎn)生的電壓不足以使一個(gè)小電燈泡發(fā)光，所以利用電路串聯(lián)電壓的特點(diǎn)，每個(gè)檸檬上都要插入銅片和鋅片，再用導(dǎo)線把它們連接起來和小燈泡串聯(lián)形成閉合回路，產(chǎn)生的電流通過小燈泡使其發(fā)光。實(shí)驗(yàn)成功指南：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要做成功不是想象中的那么容易的，因?yàn)槊總€(gè)檸檬所產(chǎn)生的電壓有限，實(shí)際中大概有0.8V,而帶動(dòng)一個(gè)額定電壓1.5V的小燈泡是不是用兩個(gè)檸檬就行了呢？當(dāng)然不是，通過實(shí)驗(yàn)我們知道大約要十幾塊檸檬。這又是為什么呢？通過測量一個(gè)檸檬電池閉合回路的電流我們會(huì)發(fā)現(xiàn)端倪，電流大概是0.4mA，而帶動(dòng)小燈泡最少也得100mA。產(chǎn)生這么大的差別，主要是因?yàn)闄幟实膬?nèi)阻很大，它本身就消耗了很大一部分電勢。針對(duì)這個(gè)問題，我們可以讓銅鋅片在蘋果中很接近，只要不接觸即可，以減小內(nèi)阻，同時(shí)，把檸檬分成等量兩份A,B,將A,B各自串聯(lián)，再將A,B并聯(lián)，達(dá)到增加電流的目的。生活中找到的銅鋅片，一般表面的部分都被氧化了，所以我們要用磨砂紙磨掉氧化層，同時(shí)，銅鋅片要盡量插深一點(diǎn)兒，從而增大接觸面積。此外，還應(yīng)注意：將電壓控制在燈泡的額定電壓和額定電流范圍之內(nèi)，且要接近額定值電壓應(yīng)不要超過二極管的額定電壓電流值，以防毀壞二極管接線時(shí)注意接觸良好水果有豐富的汁，構(gòu)成原電池變式實(shí)驗(yàn)建議：使用酸性較強(qiáng)的水果做電池，例如檸檬、橙子、西紅柿等采用串并聯(lián)混合電路增大線路中的電流電壓使用發(fā)光二極管作為指示燈將檸檬換成其他水果或者果汁，過濾后的果汁，腐敗后的果汁，定性比較電壓電流電阻；把小燈泡換成發(fā)光二極管（可在充電器上?。?，比較哪個(gè)更容易亮。課堂聯(lián)系：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系教材選修3-1第二章《恒定電流》。蘇教版九年級(jí)課本第69頁實(shí)驗(yàn)“電路初探之自制水果電池”帶電的報(bào)紙思考：不用膠水、膠帶等粘合的東西，報(bào)紙就能貼在墻上掉不下來。你知道這是為什么嗎？實(shí)驗(yàn)材料：1支鉛筆、1張報(bào)紙、一張A4紙。實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：展開報(bào)紙，把報(bào)紙平鋪在墻上。用鉛筆的側(cè)面迅速地在報(bào)紙上摩擦幾下后，報(bào)紙就像粘在墻上一樣掉不下來了。掀起報(bào)紙的一角，然后松手，被掀起的角會(huì)被墻壁吸回去。

把報(bào)紙慢慢地從墻上揭下來，注意傾聽靜電的聲音。把報(bào)紙換成A4紙，重復(fù)1到4的工作。比較兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，報(bào)紙比A4紙更容易被吸在墻上。實(shí)驗(yàn)原理：摩擦起電，同時(shí)紙質(zhì)不同效果不同，說明同樣的筆摩擦不同的紙質(zhì)產(chǎn)生的電荷量不一樣。實(shí)驗(yàn)成功指南：手盡量遠(yuǎn)離摩擦的地方，同時(shí)，最好直接把報(bào)紙貼在墻上摩擦，這樣更容易看出效果，實(shí)驗(yàn)的地方盡量干燥。變式實(shí)驗(yàn)建議：選擇不同的室溫，不同的紙質(zhì)，不同的摩擦材料，如不同的筆，甚至是直尺，橡皮，梳子，比較結(jié)果。課堂聯(lián)系：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系教材選修3-1第一章《靜電場》。乒乓球的沉浮思考：你能控制乒乓球的沉浮嗎？實(shí)驗(yàn)材料：乒乓球1個(gè)、截去下段的飲料瓶1、臉盆1個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、取一個(gè)瓶口內(nèi)徑略小于乒乓球直徑的塑料飲料瓶，截掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口處。2、然后向瓶里注水，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出，乒乓球不上?。ㄈ缂讏D）。3、接著用手指堵住瓶口（如乙圖），不久就可觀察到乒乓球上浮起來（如丙圖）。實(shí)驗(yàn)原理：這個(gè)實(shí)驗(yàn)充分證明了浮力產(chǎn)生的原因。分析乒乓球上下表面受水的壓力，第一次，乒乓球下表面沒有受到水的壓力，而第二次乒乓球上下表面都受到水的壓力，且下表面壓力大于上表面壓力，此壓力差導(dǎo)致乒乓球上浮。實(shí)驗(yàn)成功指南：向飲料瓶中注水時(shí)，水流要稍大一些，且要持續(xù)注水。變式實(shí)驗(yàn)建議：逐漸改變飲料瓶出水口的大小，觀察什么時(shí)候乒乓球開始上浮。聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系初中教材九年級(jí)的《浮力》。燒不壞的手帕思考：燃燒的手帕能把紙點(diǎn)燃，難道手帕自身還能完好無損嗎？實(shí)驗(yàn)材料：手帕、杯子、酒精、水、竹夾子。實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：在杯子中倒入20毫升酒精和10毫升水，充分搖勻，將手帕放入溶液中浸透。用竹夾子夾出手帕，輕輕地把溶液擠掉，然后放在燃著的酒精燈上點(diǎn)燃。手帕著火后，火焰很大。這時(shí)要左右搖晃手帕，直到熄滅?；鹣绾?，手帕竟然完好無損。實(shí)驗(yàn)原理：所用的混合溶液是由2體積酒精和1體積水混合而成的。這樣的混合溶液在點(diǎn)燃時(shí)，酒精和水同時(shí)逐步蒸發(fā)成氣體，由于這種氣體中含有不能燃燒的水蒸氣，從而降低了可燃的酒精蒸氣的濃度，使其燃燒時(shí)并不很劇烈，放出的熱量也不很多。由于有不能燃燒的水存在，一部分熱量還要供水的汽化和水蒸氣的升溫，從而消耗了大量的熱量。這樣，手帕的溫度升得并不高，以致于達(dá)不到它的著火點(diǎn)，顯然手帕也就不會(huì)被燒著了。實(shí)驗(yàn)成功指南：要注意酒精和水的比例要在2:1左右，酒精太多手帕就燒壞了，水太多手帕就燒不著，醫(yī)用酒精和高濃度的白酒也可以做此實(shí)驗(yàn)。變式實(shí)驗(yàn)建議：用紙巾浸濕，可以做此實(shí)驗(yàn)嗎？聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系高中選修3-3第九章《物態(tài)和物態(tài)變化》。光與彩虹思考：你用什么辦法能制作出與空中彩虹顏色一樣的彩虹?材料：清水1盆、平面鏡1個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：鏡面對(duì)著光源（可以是太陽，或手電筒之類的），然后在鏡子前方放一個(gè)光屏（可以是一張紙，最好是顏色深的，或者直接照到墻上），光源的角度和光屏的距離自己調(diào)節(jié)，直到光屏上呈現(xiàn)出清晰的七色光。實(shí)驗(yàn)原理：平面鏡斜插入水中，相當(dāng)于形成一個(gè)三棱鏡，發(fā)生色散現(xiàn)象，因?yàn)橥环N介質(zhì)對(duì)各種單色光的折射率不同，所以通過水和鏡面形成的三棱鏡時(shí)，各單色光的偏折角不同。因此，白色光通過三棱鏡會(huì)將各單色光分開，形成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色光即色散。實(shí)驗(yàn)成功指南：在光線昏暗的地方（最好是完全黑暗的環(huán)境）做這個(gè)試驗(yàn)，用手電筒做光源，這樣觀察到的現(xiàn)象比較明顯。變式實(shí)驗(yàn)建議：用水壺對(duì)著光線噴水能看到彩虹嗎？

聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系高中選修2-3第一章《光的折射》。深入探究：原理圖如右圖所示白光經(jīng)過水面折射—鏡面反射—水面折射這一路徑，之后在光屏上呈現(xiàn)“紅橙黃綠藍(lán)靛紫”七種彩虹色。白光由七種顏色的光組成，因每一種光的折射率不同由折射定律：凹nsinr可知，在入射角相等的情況下，折射角r>r紅紫因而，白光色散成七色光。彎曲的水流思考：水是液體，它也能發(fā)生靜電感應(yīng)嗎？實(shí)驗(yàn)材料：裝滿水的塑料飲料瓶一個(gè)、水盆一個(gè)、塑料尺一個(gè)、毛巾一塊錐子一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、用錐子在塑料瓶上扎一個(gè)小孔。2、輕輕擰松瓶蓋，使水能夠從小孔流出。3、用毛巾摩擦塑料尺。4、用被摩擦過的塑料尺去靠近水流，看到水流向塑料尺的方向彎曲。實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)使得一個(gè)物體失去一些電荷（如電子）轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體使其帶正電，而另一個(gè)體得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會(huì)積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會(huì)帶上靜電。液體，氣體都是由分子、原子組成，當(dāng)液體，氣體流動(dòng)時(shí)分子、原子也會(huì)發(fā)生“接觸分離”而起電。用毛巾摩擦過的塑料尺帶負(fù)電。水中也有正負(fù)離子。當(dāng)用被毛巾摩擦過的塑料尺去靠近水流時(shí)，由于電荷間的庫侖作用，水中的正離子會(huì)向靠近塑料尺的一側(cè)移動(dòng)，被塑料尺上的負(fù)電荷所吸引，導(dǎo)致水流向塑料尺的方向彎曲。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、毛巾盡量干燥粗糙，使得塑料尺帶的電荷多些。2、為了使效果明顯，水流盡量細(xì)而慢，可以在塑料瓶的側(cè)面打小洞，塑料瓶平放產(chǎn)生較緩慢的細(xì)流。變式實(shí)驗(yàn)建議：1、將水換成食鹽水或食用油做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。2、選用毛皮摩擦過的塑料棒、塑料梳子、筆桿或用絲綢摩擦過的玻璃棒再嘗試實(shí)驗(yàn)。聯(lián)系課堂；本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系高中選修3-1第一章《靜電場》。深入探究：模型圖：在該模型圖中，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，假設(shè)塑料尺帶電量為—q，水流帶的正電荷量為+q，塑料尺與水流之間的距離為r。2力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因。在該實(shí)驗(yàn)中，水流彎曲，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，表明它受到了力的作用。下面我們就用控制變量法對(duì)該實(shí)驗(yàn)中水流所受的力f進(jìn)行分析：1、 保持塑料尺與水流之間的距離（即r）不變，觀察在用毛巾輕微摩擦塑料尺和使勁摩擦塑料尺后用塑料尺去靠近水流這兩種情況下水流的彎曲程度，發(fā)現(xiàn)第二種情況下水流的彎曲程度要比第一種情況下的大一些，這說明水流所受的力與塑料尺上所帶的電荷量成正比，即FX（―q）。2、 用被毛巾同樣程度摩擦過的塑料尺（即保持塑料尺所帶電荷量—q不變）去靠近水流，分別距離水流較近、較遠(yuǎn)，觀察這兩種情況下水流的彎曲程度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第一種情況下的水流彎曲程度要大

一些，這說明水流所受的力與它和塑料尺之間的距離成反比，即Fx1r（說明：科學(xué)家通過大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)該庫侖力與距離并不嚴(yán)格地成反比，而是與距離的平方成反比，所以經(jīng)過修正有FX丄）；r23、保持塑料尺所帶電荷量-q和塑料尺與水流之間的距離r均恒1定,改變小孔的大小，即改變水流的粗細(xì)，觀察發(fā)現(xiàn)水流越細(xì)，彎曲程度越大。這說明水流越細(xì)，它的慣性越小，因而它的流向也就越容易發(fā)生改變，反之，則不易發(fā)生改變?？偨Y(jié)：綜合上述三條，我們通過實(shí)驗(yàn)探究了水流所受的力的影響因素，并定性驗(yàn)證了庫侖定律（即F=k理），并依此，我們得出要想很好r2地做成功這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯，就要盡可能的增大塑料尺所帶的電荷量，并且塑料尺距離水流盡量近些，同時(shí)使水流盡量細(xì)些。自制浮力支承式指南針?biāo)伎迹汗糯袊艘呀?jīng)能發(fā)明司南了，現(xiàn)在我們自己能制作一個(gè)“司南”嗎？實(shí)驗(yàn)材料：細(xì)針1根、永磁鐵、作包裝襯墊用的硬泡沫塑料一小塊、刀片、一碗水。實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、用永磁鐵對(duì)鋼針進(jìn)行磁化。2、 把一小塊2cmX2cmX2cm的硬泡沫塑料做成如圖所示的形狀。底面呈一個(gè)正方形（2cmX2cm）,上一半用刀片切成棱錐狀，把磁化好的鋼針?biāo)降卮┰诶忮F上。3、 在碗里盛滿水，然后把如圖的裝置放在水面上。鋼針和硬泡沫塑料就能在水面上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)它靜止時(shí)，就指向南北方向，成為指南針。實(shí)驗(yàn)原理：磁鐵除了會(huì)吸鐵外,還具有指極的特性,也就是它會(huì)固定指向地球的南北極兩個(gè)大磁場,指南針就是運(yùn)用這個(gè)原理制成的。地球的兩極具有巨大吸引力的磁場，只要我們準(zhǔn)備一根可以轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，磁針在地磁作用下，受到同性相斥、異性相引的自然法則制約，必然會(huì)自動(dòng)停止在南北方向。最早的指南針稱為司南.其實(shí)指南針指的方向也不是正南方，因?yàn)榈卮艃蓸O與地理兩極是有一定偏差的。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、 為了在側(cè)面能看到鋼針指南，碗里的水要盛滿。2、 碗口要大些，使水面面積大些。放塑料塊時(shí)要與碗壁相距1厘米以上，不要靠碗壁。3、 泡沫塑料塊可以用直徑2.5cm左右的塑料瓶蓋或軟木塞代替。變式實(shí)驗(yàn)建議：如果用一根細(xì)棉線水平吊起磁化后的小針，可以用作指南針嗎？聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系高中選修3-1第三章《磁場》?？曜拥纳窳λ伎迹喊岩桓曜硬迦胙b米的杯子中，然后將筷子上提，筷子會(huì)把米和杯子一起提起嗎？緊緊地結(jié)合在一起，有較大的摩擦力，所以筷子就能將盛米的杯子提起來。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、選擇竹筷子，摩擦力會(huì)大些。2、杯子最好選取細(xì)長型的。變式實(shí)驗(yàn)建議：選用小米、沙粒、黃豆等再嘗試實(shí)驗(yàn)。

深入探究：模型圖：設(shè)筷子質(zhì)量為M，容器以及物質(zhì)的質(zhì)量為M，對(duì)M受力分析:121TOC\o"1-5"\h\zT+F二f+G (1)浮1G=Mg (2)11F孚二卩&卩排=卩&"2h ⑶對(duì)M2：廣二F+G (4)孚2G=Mg (5)22對(duì)整體進(jìn)行分析：T=Mg+Mg (15)12求f: P=pgh (6)dF二PdS-pghadh (7)NdS二adh (8)F=fdF=fPdS=fpghadh=—pgah2NN2N1MN4G「N2<—對(duì)M］受力分析(9)' =N1MN4G「N2<—對(duì)M］受力分析(9)' =卩FmaxN(10)f=f…………maxf=M丄ppgah2iN2(11)TOC\o"1-5"\h\zf二ff二2rpgah2 （13）i1f=廣 （14）求h又：F'=F （16）浮浮將（13）（14）代入（4）得：又： 2ppgah2=pga2h+Mg (17)2=pV (18)所以：2p-pgah2二pah2+pV?…… (19)先考慮最簡單的模型，即將浮力略去：從：2ppgah2二Mg???'………（20）2得出：TOC\o"1-5"\h\z2ppah2=pV （21）即：2pah2=V???? （22）h= （23）\2pa討論：1、關(guān)于式（23）即h=:三2pa（1）、若容器的體積越大，則筷子需要插入的最大長度就越深；（2）、若筷子與物質(zhì)之間的摩擦系數(shù)越大，則需要插入的最大長度就越淺；（3）、若筷子越粗，則需要插入的最大長度就越淺；2、若考慮較為復(fù)雜的情形：則要解上述一元二次方程即式（17）或（19）2p-pgah2=pga2h+Mg22ppgah2=pah2+pV即可得到h與物質(zhì)的密度，或者物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系，此處不予詳解。此處只考慮了上面的最簡單的模型，用于解釋實(shí)際，在解釋實(shí)際問題的過程中發(fā)現(xiàn)新問題，提出新思路，建立新模型。最終更合理的解釋實(shí)踐，才是物理學(xué)的真諦3、本計(jì)算，將筷子與大米之間的彈力，以及大米與筷子之間的“浮力”，都想象成了某種液體與筷子之間的作用，實(shí)有不合理之處。自制紙杯旋轉(zhuǎn)燈思考：見過紙杯旋轉(zhuǎn)燈嗎?那就讓我們一起來見證一下奇跡吧！實(shí)驗(yàn)材料：紙杯2個(gè)、牙簽1支、蠟燭1支、膠帶1卷、繩子1根、剪刀1把。實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、取一紙杯,在紙杯中間的對(duì)稱處剪開兩個(gè)扇葉；2、將蠟燭固定在杯底做燈座；另一個(gè)紙杯則在杯身約等距離位置剪出三四個(gè)長方形的扇葉,底部用牙簽打一個(gè)孔；4、將半根牙簽系在繩子的一端；5、在杯底中央處穿上繩子，并用牙簽棒固定，作為燈的上座；6、將兩個(gè)紙杯上下對(duì)口用膠帶貼好固定；7、點(diǎn)上蠟燭，拉起繩子，紙杯燈旋轉(zhuǎn)起來。實(shí)驗(yàn)原理：蠟燭燃燒的時(shí)候火焰尖端朝上的方向?？諝馐軣釙r(shí)候會(huì)上升,然后沿著紙杯開的口向外流，吹動(dòng)扇葉造成旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、蠟燭長度要適當(dāng),過長易導(dǎo)致繩子被燒斷.繩子的選材要注意,單股、耐溫；2、扇葉的截取及敞開度要適當(dāng),便于熱推動(dòng)；3、蠟燭與繩子盡量在兩杯子的軸線上,不因重心的問題使其失敗；4、上下兩支杯子的接口處要封閉好；5、點(diǎn)燃蠟燭時(shí)注意不要燒著紙杯。變式實(shí)驗(yàn)建議：你能讓蠟燭紙杯燈向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)嗎？聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系高中選修1-2第二章《能量的守恒與耗散》。省力工具的組合應(yīng)用思考：滑輪組的組合應(yīng)用，由于繞線多，會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力，而杠桿的運(yùn)用中，摩擦力較小。如果把滑輪和杠桿組合應(yīng)用，是不是會(huì)減小很多的摩擦力呢？那又該如何把滑輪和杠桿組合在一起呢？實(shí)驗(yàn)材料：滑輪、杠桿、細(xì)繩、重物等。實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、準(zhǔn)備材料、自制滑輪；實(shí)驗(yàn)原理：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，在杠桿原理的應(yīng)用中，動(dòng)力臂與阻力臂的比值L:L=5:1，則動(dòng)力與阻力的比值為F:F=1:5；在動(dòng)滑輪原理的應(yīng)1212用中，動(dòng)力臂與阻力臂的比值F:F二2:1,則動(dòng)力與阻力的比值為：F:F二1:2。所以，在較理想的條件下，如果給杠桿施加F=50N的341動(dòng)力，則最終會(huì)提起G二500N的重物。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、 由于滑輪是自制的，應(yīng)考慮它的承受能力。2、 輕桿應(yīng)該比較長，否則現(xiàn)象不明顯。3、 重物的懸掛，應(yīng)該盡量與滑輪保持平衡。變式實(shí)驗(yàn)建議：1、 因?yàn)閱为?dú)的杠桿不能一次將重物提升到設(shè)定高度，應(yīng)使用兩個(gè)杠桿交替提升重物，這樣就能將重物提高。2、 在動(dòng)力臂杠桿末端懸掛一個(gè)質(zhì)量合適的重物，這樣人可以將重物托起，而拉時(shí)就可以利用它的重力做功，能夠吊起更多的重物。3、 為了說明能夠省多少的力，設(shè)計(jì)一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。單獨(dú)使用滑輪組，使力放大同樣的倍數(shù)，然后提升同一重物，比較兩組力的大小，計(jì)算省工的多少。聯(lián)系課堂：實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系初中的杠桿與滑輪的應(yīng)用。在初中講解滑輪與杠桿應(yīng)用時(shí)都是單獨(dú)講解，這里將省里工具組合運(yùn)用能夠激發(fā)同學(xué)的探索興趣，培養(yǎng)同學(xué)綜合創(chuàng)新能力。紙制的鍋?zhàn)铀伎迹荷钪袩膲睾椭箫埖腻伓际墙饘僦频?，那么紙制的鍋能燒水嗎？紙?huì)燒著嗎？實(shí)驗(yàn)材料：一張紙、蠟燭、三腳架、一杯水、一個(gè)打火機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、 用紙做一個(gè)鍋的形狀，套在三腳架的鐵圈上。2、 將蠟燭固定在三腳架下面。3、 將適量的水導(dǎo)入紙鍋中，將蠟燭點(diǎn)燃，加熱紙鍋。4、 觀察到紙鍋沒有被燒著，而且鍋里的水溫逐漸升高。5、 水被燒開以后紙仍然不會(huì)被燒著。實(shí)驗(yàn)原理：水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，需要吸熱，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100°C,而紙的著火點(diǎn)是183°C,燒水時(shí)，水不斷的從紙鍋上吸收熱量，即使燒開后，水的溫度也保持不變，吸收了紙的多余熱量，不讓紙的溫度比100C高多少，也就是達(dá)不到紙的著火點(diǎn)，所以水燒開后紙也不會(huì)燒著。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、 選擇做紙鍋的紙不能太薄2、 火焰不能高過紙鍋里水的高度變式實(shí)驗(yàn)建議：這類的實(shí)驗(yàn)還有很多,比如：你還可以做這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn),

把一塊錫塊放在卡片紙做的紙盒里來熔化，只要使火焰恰好對(duì)著錫塊和紙盒接觸的地方，那么，由于錫塊是一個(gè)比較好的導(dǎo)熱體，就會(huì)很快地從紙上把熱量吸過去，不讓紙的溫度超過它的著火點(diǎn)，這樣的溫度還不會(huì)使紙燒著。聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系初二物理有關(guān)熱學(xué)的知識(shí)自制孔明燈思考：諸葛孔明在三國時(shí)期就設(shè)計(jì)出孔明燈，今天的我們，知識(shí)更健全后，能做出會(huì)升空的孔明燈來嗎？實(shí)驗(yàn)材料：拷貝紙、小刀、剪刀、平嘴鉗、細(xì)鐵絲、工業(yè)酒精、雙面膠、透明膠、棉花、打火機(jī)。實(shí)驗(yàn)原理：阿基米德原理：浸在液體（或氣體）里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體（或氣體）的重力。在此實(shí)驗(yàn)中我們要求孔明燈受到的浮力大于等于孔明燈總的重力，這樣孔明燈才能不下沉。力，這樣孔明燈才能不下沉。G燈G燈到m<燈.G<F-G燈浮熱空g<b-P{v燈空氣熱空氣排F〉G=G+G浮總熱空燈氣<F-G=PgV-PgV...浮熱空氣空氣排熱空氣-pV空氣熱空氣排實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、大概計(jì)算需要設(shè)計(jì)的孔明燈的質(zhì)量（包括支架和燈罩）；2、根據(jù)上一步的計(jì)算結(jié)果，裁剪拷貝紙的形狀和規(guī)格，用平嘴鉗把細(xì)鐵絲制作出一個(gè)圓圈（圓圈有兩條鐵絲十字相交于圓心）；3、想象欲制作的孔明燈的形狀的正視圖，將拷貝紙的平鋪在地上，用雙面膠將紙燈罩粘合在一起，再用透明膠第二次粘縫；4、將細(xì)鐵絲制作的圓圈與燈罩的開口粘合在一起；5、取一小團(tuán)棉花，用酒精浸濕，將棉花放在鐵圈的十字交叉處6、將燈罩撐開，用打火機(jī)點(diǎn)燃酒精棉，我們會(huì)感覺燈罩內(nèi)的空氣溫度在逐漸上升，同時(shí)我們會(huì)感覺到孔明燈的越來越輕，直至有浮力，松手后，孔明燈上升。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、事先，我們先初步計(jì)算了孔明燈的質(zhì)量，這樣有利于我們選擇該做多大的孔明燈才能使其浮力大于孔明燈的重力；2、 我們的選材上，用的是拷貝紙（約17g/rw）和細(xì)鐵絲（約4g/m）,有利于減輕孔明燈的重力；3、 酒精棉的S質(zhì)量不易過重，適當(dāng)即可，且酒精棉的位置在燈罩內(nèi)，有利于減少熱量的損失速度。變式實(shí)驗(yàn)建議：本次實(shí)驗(yàn)中我們采用的雙面膠是不合適的，因?yàn)殡p面膠受熱后，其粘性會(huì)降低，同時(shí)受到熱空氣的壓力，很容易將燈罩撐開，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，所以建議將粘合材料選成漿糊；還有，相同大小-的鐵絲和

竹條的硬度，竹條較硬，且竹條的密度是鐵絲的1/5左右，所以建議將支架圓圈改成竹條制的。聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)聯(lián)系九年級(jí)物理《壓強(qiáng)和浮力》。不可思議的碰撞思考：怎么用若干小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律實(shí)驗(yàn)材料：若干大小、質(zhì)量相等的小球，桌子實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、將兩個(gè)桌子并排，留出小槽，小槽保證使小球不能掉下。在小槽上沿溝一個(gè)挨一個(gè)地排放5個(gè)玻璃球。另取一個(gè)玻璃球放在離其他玻璃球3-4厘米處，推動(dòng)這個(gè)球撞擊另5個(gè)球，觀察球的運(yùn)動(dòng)情況。2、再用兩個(gè)玻璃球撞擊。把這兩個(gè)玻璃球緊靠著放在距另5個(gè)球3-5厘米處。推動(dòng)后面一個(gè)球，使兩個(gè)球一起滾向另5個(gè)球，觀察球的運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)原理：玻璃球碰撞近似為完全彈性碰撞。在理想的情況下，完全彈性碰撞的過程滿足動(dòng)量守恒和能量守恒。如果兩個(gè)質(zhì)量相等的小球碰撞，由于碰撞時(shí)間短，外力可忽略不計(jì)，根據(jù)能量和動(dòng)量守恒，如果被碰撞的小球靜止，則兩小球碰撞后交換速度，該小球具有了與碰撞小球一樣大小的速度，而碰撞小球靜止。如果用一個(gè)去碰撞靜止的五個(gè)球，由于能量的傳遞，最后一個(gè)球具有了與碰撞小球一樣的速度，而碰撞小球靜止。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、桌子等高且光滑水平2、若干小球均勻等大且質(zhì)量相同3、小球質(zhì)量盡量大而體積盡量小變式實(shí)驗(yàn)建議：用三個(gè)小球去碰撞四個(gè)小球又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?聯(lián)系課堂：能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律瓶子癟了思考：你能不用手，把塑料瓶子弄癟嗎？實(shí)驗(yàn)材料：水杯2個(gè)、溫開水1杯、礦泉水瓶1個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：1、將溫開水倒入瓶子，用手摸摸瓶子，是否感覺到熱。2、把瓶子中的溫開水再倒出來，并迅速蓋緊瓶子蓋。

3、觀察到瓶子慢慢的癟了。實(shí)驗(yàn)原理：1、根據(jù)蓋一呂薩克定律(Gay-Lussaclaw):—定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比，即03-2-2壓矣材(時(shí)度的黃顯V—CT或V—03-2-2壓矣材(時(shí)度的黃顯T其中C是比例常數(shù)。蓋一呂薩克定律表示成另外的形式就是VV或vTTJ—t12 —'i1222瓶內(nèi)的熱空氣溫度高于外界，要向外輻射熱量，隨之溫度降低根據(jù)上式關(guān)系，要保持瓶內(nèi)外壓強(qiáng)相等，則瓶內(nèi)空氣體積將減小，于是瓶子就癟了。2、根據(jù)查理定律(Charleslaw):一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即p*T。寫成等式的形式就是P二CT或—=CT其中C是比例常數(shù)?！皦簭?qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比”也可表示為另外的形式，即瓶內(nèi)熱空氣向外輻射熱量而降溫時(shí)，根據(jù)查理定律，瓶內(nèi)壓強(qiáng)將隨之降低；由于瓶內(nèi)壓強(qiáng)小于瓶外壓強(qiáng)，致使瓶子外的空氣比瓶子內(nèi)的空氣壓力大，所以把瓶子壓癟了。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、溫開水溫度不要太高也不要太低。太高會(huì)燙壞瓶子；太低會(huì)使效果不明顯。手握瓶子時(shí)感覺熱就可以了。2、瓶子不要漏氣，蓋子要擰緊。3、最好選取硬度小的瓶子，瓶壁越薄越好。變式試驗(yàn)建議：1、使用溫度不同的溫開水再做做，看看瓶子癟的程度如何。2、把癟了的瓶子放在熱水盆里、（最好按入水下），看看瓶子又有什么變化。3、如果瓶子里氣體的壓力比瓶子外空氣的壓力大，瓶子會(huì)變成生么樣子？聯(lián)系課堂：本實(shí)驗(yàn)可聯(lián)系高中選修3-1第三章《磁場》。蠟燭抽水機(jī)思考：

匸你見過抽水機(jī)嗎？你知道抽水機(jī)是怎么工作的嗎？你知道怎么通匸過蠟燭做成抽水機(jī)嗎？實(shí)驗(yàn)材料：一個(gè)塑料杯，一支蠟燭，一個(gè)玻璃杯，一杯子水，塑料管若干少許膠帶，少許墨汁，一個(gè)打火機(jī)。實(shí)驗(yàn)步驟：1、將塑料管連接成L型，并使一頭插入塑料杯上的小孔中；2、密封處理：（1）、將塑料管各接口處用塑膠帶進(jìn)行密封；（2）、將塑料杯小孔處用蠟燭進(jìn)行密封處理；3、將水倒入玻璃杯中，加少許墨汁并使其混合均勻；4、將蠟燭固定在塑料杯蓋上，并點(diǎn)燃；5、將塑料管沒入玻璃杯內(nèi)的水中；6、將燃燒著的蠟燭送入塑料杯中，并迅速蓋好蓋子；7、觀察塑料杯和玻璃杯中的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：蠟燭火焰越來越微弱，直至熄滅，在此過程中，玻璃杯中的水則慢慢流入有蠟燭的塑料杯中。實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)塑料杯上的小孔被蠟燭密封后，加上塑料杯子被蓋上，塑料杯中的空氣數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，但由于蠟燭的燃燒，塑料杯中的氧氣逐漸減少，氣壓逐漸降低，玻璃杯中的水在大氣壓的作用下通過連接左右兩個(gè)杯子的塑料管進(jìn)入塑料杯中，直到兩個(gè)杯子中塑料管口的壓強(qiáng)相等時(shí)才停止。實(shí)驗(yàn)成功指南：1、要嚴(yán)格保證塑料管各接口處和塑料管與塑料杯接口處的密閉性良好：2、當(dāng)蠟