生活物理之利用注射器做物理实验

牟银勇 罗志强

(重庆育才中学 400050)

医用注射器是我们在生活中常见的医用仪器之一，谈到它时你偶尔会讨厌它，而在物理中可以利用它自制教具或辅助教学实验可以降低实验成本，并做可以直观形象地演示日常生活中的物理现象，也能体现物理学习和生活实践之间的紧密联系，也能激发学生的创造力和动手制作工具的能力.我在教学实践中开发和收集了一些涉及医用注射器的实验，以资共享.

一、力学

1.测量固体或液体体积(可以当量筒使用)

注射器本身就有容积标示，可以直接测量液体体积；使用较大体积的注射器还可以测量体积较小的固体体积.

2.研究物体间力的作用是相互的

需要器材：小车、注射器(带橡皮帽)、橡皮筋、水.具体操作：注射器中吸入一定量的水，橡皮帽堵住针孔，用橡皮筋套在注射器上；将橡皮帽去掉，水向后喷出，车向前运动，说明力的作用是相互的.

3.探究压力作用效果的影响因素

(1)注射器去掉针头，用拇指和食指压住其两端，观察手指的形变情况可以说明：压力作用效果跟受力面积有关.

(2)需要器材：塑料瓶、带针头的注射器.具体操作：将塑料瓶装入适量的水，去掉针头，使劲扎塑料瓶，水不流出；装上针头，用同样的力再扎塑料瓶，会观察到水流出.可以说明压力作用效果跟受力面积有关.

4.自制连通器

需要器材：三只注射器(两只相同容积)、软管、塑料胶.具体操作：用软管将三只注射器连接，用塑料胶密封组成连通器.在自制连通器中装入蓝色墨水，上下移动其中一只注射器，当停止移动后，你会发现注射器中液面总是相平.

5.自制液压机

需要器材：两只横截面积不同的注射器、软管、铁架台(两只，起固定作用)、塑料胶.具体操作：将两只注射器用软管相连，在活塞末端粘上平木板(便于放重物)，一定要用塑料胶密封好连接部分，注入适量的蓝色墨水，在横截面积较小的注射器上放上重力较小的重物，这时在横截面积较大的注射器上需要放入重力较大的重物.

6.研究大气压存在

(1)用橡皮帽堵住针孔，用力向外拉到活塞，会感觉非常费力.

(2)需要器材：注射器、钩码、细线.具体操作：排尽注射器内的空气，并用橡皮帽堵住针孔，在活塞的下端挂上很重的重物也不掉下了.

(3)需要器材：可乐瓶、注射器、密封胶、玻璃管.具体操作：将可乐瓶安装一只玻璃管密封，利用注射器通过玻璃管抽走部分空气，可以看见可乐瓶被“吸瘪”了.

图1

(4)如图1所示，需要器材：有橡皮塞的玻璃瓶、细玻璃管两根、软管、注射器.具体操作：在一个有橡皮塞的玻璃瓶上插入两根长短不一样的细玻璃管(长管的一端较尖)，用胶管将注射器与其中的短玻璃管插入盛水容器中，向外抽活塞，长管尖端喷出水花.

7.探究流体压强与流速的关系

需要器材：两只圆棒、两只乒乓球、注射器.具体操作：将两只圆棒相隔10 cm并排放置，将两只乒乓球隔适当距离，用注射器的注射口对准两乒乓球的中间吸气，看到两球靠拢.

8.自制潜水艇

图2

如图2所示，需要器材：医用注射器、矿泉水瓶、塑料瓶、小石块、透明软管.具体操作：塑料瓶放入到矿泉水瓶的底部，瓶中装入适量的小石块，连接的地方密封好，制成潜水艇模型.向瓶内注水塑料瓶下沉，从瓶内吸水塑料瓶上浮，探究潜水艇的浮沉情况.

9.测大气压强

需要器材：弹簧测力计、细绳、注射器(带橡皮帽).具体操作：排尽注射器内的空气并密封.用弹簧测力计水平拉活塞，当活塞刚被拉动时，迅速记下此时的示数F；用刻度尺测出注射器最大标注体积的长度L，读出注射器的最大标注体积V，则大气压为p=FL/V.

二、热学

1.探究液体沸点与大气压强的关系

(1)需要器材：带瓶塞的烧瓶、玻璃管、软管、注射器(较大)、酒精灯、水等.具体操作：加热烧瓶中的水至沸腾，移开酒精灯，将注射器作为抽气的装置与烧杯相连(注意气密性)，使用注射器向后拉动活塞，观察到水再次沸腾.可以说明液体的沸点跟气压的关系.

(2)需要器材：热水器、注射器(带橡皮帽).热水器将水烧开后，用注射器吸入适量的沸水(注意烫伤)，注水器内不能有明显空气；注射器套上橡皮帽，向后拉动活塞时可观察到注射器中的水再次沸腾.也可以说明液体的沸点跟气压的关系.

2.研究压缩气体体积使气体液化

需要器材：注射器、乙醚.具体操作：用玻璃制的注射器(一般用100 mL最好)，内装一定量的乙醚(一般1 mL即可)，针孔堵住，防止漏气.向右拉伸活塞后并堵住针孔，向左压缩，会发现注射器壁出现液态乙醚.

3.探究“当物体对外做功时物体内能减少温度降低”的实验

需要器材：50 mL塑料注射器(带橡皮帽)、少量的水、碗和热水.具体操作：注射器中吸入很少量的水，放入有热水的碗中加热(目的是增大注射器中水蒸气的量)；左手用橡皮帽堵住针口，右手推动活塞压缩空气，直到20 mL刻度处附近，让注射器内空气将橡皮帽推开，可以观察到注射器管口有“水雾”出现.可以说明对外做功，物体的内能减小.

三、光学

自制水透镜.

图3

如图3所示，需要器材：注射器、软管、透明有弹性橡皮膜、透镜塑料外环、AB胶等.具体操作：向水透镜注水或吸水可以改变水透镜厚度，改变水透镜焦距.

四、声现象

演示声音在真空中不能传播.

需要器材：贺卡中的音乐芯片、较大容器的注射器(带橡皮帽)、细线.具体操作：将发声的音乐芯片放入注射器中，再将活塞推到底端(刚接触到芯片)并封住针口，然后慢慢向外拉活塞并尽量保证芯片悬空，听到音乐芯片的声音逐渐变小.可以说明声音的传播需要介质.

[1]许波.医用注射器的另用-巧用折射器做物理演示实验[J]，物理通报,2003(7).

[2]注射器的妙用[DB/OL]，2010年“第五代战斗机”上传于《百度文库》.