倡导用身边的器材做实验 提高学生的科学素养

戴同兰 卜琴

物理学是一门以实验为基础的学科，实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程标准，全面提高学生科学素养的重要途径.实验器材的选择，决定了实验效果的好坏.坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验.课程标准指出：“应通过各种途径开发实验课程资源.” 在初中物理教学中，教师可引导学生用已有的实验器材进行实验，也可用效果更明显、实验误差更小的新实验器材进行实验，还可以让学生了解一些新的实验技术.同时，应大力提倡用生活中常见物品做实验.

1 利用同一器材做不同的物理实验

1.1 利用矿泉水瓶做不同的物理实验

1.1.1 演示声音能传递能量

将矿泉水瓶从中间剪开，将瓶口一侧的剪开处用橡皮膜和透明胶带封成鼓面，瓶口对准点燃的蜡烛，用手拍打鼓面，听到声音的同时观察到蜡烛火焰颤动甚至熄灭.该实验说明声音具有能量或声音能传递能量.

1.1.2 演示光的直线传播

将矿泉水瓶从中间剪开，点燃蚊香，用瓶尾一侧的矿泉水瓶罩住蚊香，瓶内充满烟雾，用激光手电筒照射，会清晰地看到光在空气中沿直线传播的路径.该实验说明光在空气中是沿直线传播的.

1.1.3 证明大气压强的存在

将矿泉水瓶内装少量热水，拧紧瓶盖，将瓶子摇晃一下，然后将热水倒掉，再拧紧瓶盖（或不把热水倒掉，直接往瓶上浇上冷水），由于瓶内水蒸气液化，瓶内气压降低，小于瓶外的大气压，矿泉水瓶就变瘪了.该实验说明了大气压强的存在.

1.1.4 探究浮力产生的原因

将矿泉水瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量的水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出，因为只是乒乓球上表面受到水向下的压力，所以乒乓球并不上浮.若用手堵住瓶口，乒乓球下表面受到水向上的压力，乒乓球浮起.该实验说明浮力产生的原因是由于液体对物体上下表面的压力差而产生的.

1.1.5 演示导体、绝缘体

将闭合电路的金属夹放入矿泉水瓶的水中，发现小灯泡发光，该实验说明水是导体；将金属夹夹住空矿泉水瓶，发现小灯泡不亮，该实验说明塑料是绝缘体.

1.1.6 证明力的作用是相互的

用锥子在橡皮塞上钻一个小孔，把打气筒插入橡皮塞的小孔里，在矿泉水瓶内装约四分之一的水，再把橡皮塞塞上，用手拿住矿泉水瓶倒过来，用铁架台夹住矿泉水瓶的瓶塞，人站在矿泉水瓶的侧面用打气筒向矿泉水瓶内打气，当矿泉水瓶内的水喷出来时，矿泉水瓶就会飞出去.该实验说明物体间力的作用是相互的.

1.1.7 演示凸透镜成正立、放大的虚像

将矿泉水瓶装满水，在瓶后放一只铅笔，看到铅笔错位了.该实验说明光的折射现象；同时看到瓶后的铅笔变粗、变大，该现象说明凸透镜能成正立、放大的虚像.

1.1.8 演示物态变化

将矿泉水瓶装满水放入冰箱，水结成冰是凝固现象；矿泉水瓶装一部分水，敞开瓶口，过一段时间观察到水变少了，这是汽化现象；将冷冻后的矿泉水瓶拿出冰箱，发现瓶壁上有水珠，这是液化现象；观察冷冻室内的矿泉水瓶，发现瓶壁上有白色的粉末状物质，这是凝华现象.

1.1.9 探究物体对外做功，物体的内能会减少

往矿泉水瓶中装入少量的水，用带有导气玻璃管的橡皮塞紧紧塞住瓶口，然后通过玻璃管用打气筒往矿泉水瓶内打气，发现塞子被快速冲出时，发出响声，瓶内出现明显的“白雾”.该实验说明气体对外做功，内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气液化.

1.1.10 力的作用效果

用力捏矿泉水瓶可以改变其形状；对矿泉水瓶施加力的作用可以改变其运动状态.说明力的作用效果.用两只矿泉水瓶互相敲击，都能感到力的作用，说明物体间力的作用是相互的.

1.1.11 演示滚动摩擦此滑动摩擦小得多

在同样的条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多.将矿泉水瓶放在水平桌面上，用力对着瓶的侧面吹，瓶很容易滚动；若用力对着瓶子的底部吹，用较大的力都不会使瓶子滚动.这个实验就说明了在同样的条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多.

1.2 利用注射器能做的常见实验

1.2.1 粗测大气压

将5毫升注射器的活塞推到底端，将出口密封，在活塞上挂1.25升 的空瓶，向瓶中缓慢注水直到活塞开始下滑，用弹簧测力计测出此时瓶和水的总重，用刻度尺测出注射器刻度部分的长度，再利用注射器的刻度算出注射器的活塞面积，根据压强的计算公式可以估算出大气压的大小.

1.2.2 压缩体积使气体液化

用注射器吸取少量乙醚用橡胶塞将针口封闭，拉出活塞等一段时间后，用力推动活塞可看到针管壁上有液态乙醚出现并流动.该实验说明用压缩体积的方法可以使气体液化.

1.2.3 证明人体内存在与外界相等的压强

将注射器去掉顶端，将其针管开口端用力推压在手掌上，提起活塞，可看到针管内皮肤向上凸起，由此可证明人体内存在与外界相等的压强.

1.2.4 演示液压机原理

选取一大一小两个注射器，一个注射器中先吸取一定量的水，去掉针头，用气门芯将两注射器相连，就成了简易的液压机.

1.2.5 演示连通器原理

将上面液压机抽掉注射器活塞，就形成了连通器.

1.2.6 代替量筒

可测液体或固体的体积.

1.2.7 代替抽气机

可进行液体的低压沸腾实验.

1.3 橡皮筋做的常见实验

1.3.1 研究声音的产生

将橡皮筋套在文具盒上，然后用手拨动橡皮筋，可以听到橡皮筋发出的声音；停止拨动时，发声也停止，该实验说明声音是由物体的振动产生的.

1.3.2 研究力可以使物体发生形变

用力拉橡皮筋时，它的形状就发生改变，相同条件下，力越大橡皮筋的形变就越大，该实验说明力可以使物体发生形变，且力越大形变就越大.

1.3.3 研究动能与势能的相互转化

在橡皮筋下栓一小球，并将橡皮筋上端固定，用力向下拉小球，然后放手，可以看到小球来回上下运动，该实验说明橡皮筋的弹性势能与小球的动能和重力势能之间可以相互转化.

1.4 研究影响滑动摩擦力大小的因素

（1）用橡皮筋拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，记下橡皮筋的长度，再在木块上放上钩码，拉动橡皮筋，使木块做匀速直线运动，橡皮筋比原来长，该实验说明滑动摩擦力大小与压力大小有关.

（2）用橡皮筋拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，记下橡皮筋的长度，再在木板上铺上毛巾，拉动橡皮筋，使木块做匀速直线运动，橡皮筋比原来长，该实验说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关.

1.5 研究同一直线上二力的合成

在橡皮筋下挂两个0.5N的钩码，记录橡皮筋的伸长量，然后只挂一个1N的钩码，记录橡皮筋的伸长量，发现两者的伸长量相同，该实验说明同一直线上方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和.

1.6 研究相同条件下滚动摩擦比滑动摩擦小得多

把一本厚厚的书放在桌面上，用一根橡皮筋拉动它匀速前进，记录橡皮筋的长度.然后在书和桌面之间垫几支圆柱形的铅笔，再拉动它匀速前进，发现橡皮筋比原来短，该实验说明在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多.

2 针对同一问题做不同的物理实验

如探究流体压强与流速的关系时，我们可以做以下的探究：

（1）将两个一次性纸杯倒扣放在水平桌面上，相距5厘米左右，用吸管轻轻一吹，两纸杯中间的流速大，压强小，在大气压的作用下，两纸杯会向中间靠拢.如果把两个纸杯的杯口都向上叠套起来后，用平行于杯口方向的力吹气，上面的杯子会自动跳出来.

（2）将可乐瓶内装满水，敞口放置于水平桌面上，左手拿一只吸管并插入水中，使吸管露出瓶口一小段，右手拿另一只吸管放到嘴里，靠近且与前一只吸管口垂直，然后用力吹气，发现有水雾喷射而出.

（3）在水池中放半池水，调节水龙头使流出的水变成细流状后，把乒乓球放在靠近水流处的水面上，松开手后会发现，乒乓球移到水流的下方.

（4）用纸条做实验，将纸条的一端贴近嘴唇的下方，向前吹气时，会看到纸条向上飘动，这是因为气体流速越大，气体压强越小.

（5）用漏斗做实验，将乒乓球放在漏斗的下面紧贴漏斗口，从漏斗口向上吸气，乒乓球不掉下来，这是因为吸气增大了乒乓球下方气体的压强；从漏斗口向下吹气，乒乓球也不会掉下来，该实验同样说明流体流速越大的地方，压强越小.

用身边的物品自制实验器材做实验，这样做既可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，很好地调动学生的学习兴趣和积极性，培养学生的动手和思维能力，又能补充实验课程资源，减少铺张浪费，提高学生的科学素养.这样做既有利于培养学生的创新意识，而且还有利于环保意识的教育.