橡皮泥在初中物理实验探究中的应用

摘 要：在初中物理实验探究中，有13个应用了橡皮泥，不但对学校实验器材进行了填补、改进，使得实验操作更加简单、现象更加明显，而且大大提高了学生学习物理的兴趣.

关键词：实验探究；橡皮泥；就地取材

作者简介：徐蔼丽（1976-），女，甘肃会宁人，理学学士学位，中学高级教师， 主要研究方向是“初中物理简易微型实验实践与研究”.

物理是一门以观察和实验为基础的科学.做好实验对学生理解物理概念和规律非常重要，同时它又是达成物理教学目标的一个必不可少的途径.但是有些学校由于缺少实验器材使得好多实验都无法进行，教师只能以讲代做，学生没有实际操作的机会，对一些实验现象只能通过想象去记忆，使教和学的效果大打折扣.如果能够充分利用身边的材料，自己动手设计实验，用土实验代替洋实验不仅可以解决实验器材缺乏的问题，又能使学生更好地理解所学的规律、激发动手能力、提高创造能力，还能使他们切身体会到物理就在身边、感到物理非常有趣，从而达到现成器材不能达到的目的.例如，橡皮泥几乎是每个同学儿时最喜欢的玩具之一，明明是圆柱体的橡皮泥，可在她（他）们的手里，一会儿变成了“好吃的”香蕉、面包、花生等，一会儿变成了“好玩的”羽毛球、雨花石、救生圈等，不一会儿又变成了“可爱的”乌龟、金鱼、小鸟等，不胜枚举.由于橡皮泥的可塑性，在初中物理学习中同样得到老师和同学们的青睐.下面按北师大版初中物理教材编排的顺序依次介绍.

实验探究1：探究——物体的质量与形状是否无关？用天平称出圆柱体橡皮泥的质量，再把它捏成圆球、长方体等不同的形状，用天平依次称出它的质量，发现都是相等，说明物体的质量与形状无关.

实验探究2：探究——同种物质的密度与质量、体积是否有关？用天平测出橡皮泥的质量m，在量筒中盛体积为V1的水，用细线系住橡皮泥并把它完全浸没在水中，测得总体积为V2.则橡皮泥的密度ρ=mV2-V1.类似的，再分别把两块、三块橡皮泥捏到一起测出其密度.最后，分析数据，总结结论：在状态、温度、压强等相同条件下，同种物质的密度相同，与质量的多少及体积的大小无关.

实验探究3：探究——影子的形成原因.把一长圆柱体橡皮泥立在桌面上，用一小手电筒在不同方位照射，观察得到：由于光在同种均匀的介质沿直线传播，在不透明体的背面形成影子.

实验探究4：改进“探究——平面镜成像的特点”的实验器材.教材中所述的实验如图1所示，在水平桌面上铺一张方格纸，把一薄玻璃板竖直固定在纸上. 将点燃的蜡烛A立在纸上，将另一相同的未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面与蜡烛A的像重合之处.观察像与物的大小关系，测量像、物到玻璃板的距离，等等.用蜡烛做此实验有四点不便.第一、实验开始时，点燃的蜡烛A不好固定.第二、实验过程中，蜡烛A容易跌倒而引发火灾.第三、蜡烛A在移动的过程中，往往会有高温液体从侧壁流下而发生烫伤现象.第四、随着实验的进行，蜡烛A逐渐变短，为了保持两根蜡烛完全相同，将蜡烛B也要随之切短，造成了材料的浪费.而假如用两块完全相同的橡皮泥代替蜡烛A、B，则上述问题都随之迎刃而解.

实验探究5：探究——力的两种作用效果.用力捏一块橡皮泥，观察到它的形状发生了改变.用力推一块橡皮泥，可使它由静止变得运动、由运动变得静止、或者改变运动的方向.总结得到，力的两种作用效果是：力可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态.

实验探究6：探究——塑性、塑性形变的概念.用力捏一塊圆柱体橡皮泥，观察到它发生了形变，松开手后它不能恢复到原来的形状.像这样，物体受力发生了形变，撤去外力后不能恢复原状的性质叫做塑性，也叫做范性；撤去外力后不能恢复原状的形变叫做塑性形变、也叫做范性形变.

实验探究7：探究——滚动摩擦与滑动摩擦的大小关系.取两块相同的橡皮泥，一个捏成圆球，另一个捏成长方体.用一直尺同时推二者以相同的速度前进，撤去直尺后，可观察到，长方体向前滑动的距离较近，圆球向前滚动的距离较远.运动的物体最终停下来，是由于受到了摩擦力的作用.运动的距离远近不同，说明物体受到的摩擦力的大小不同.因此得出结论：在压力大小相同、接触面粗糙程度相同的条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦.

实验探究8：探究——大气压强的存在.把一块橡皮泥平压到竖直的玻璃板上，观察到橡皮泥不掉下来，依此证明大气压强的存在.

实验探究9：探究——浮力的大小与液体的密度是否有关？把橡皮泥放入水中下沉，浮力小于重力.把同一块橡皮泥放入浓盐水中漂浮，浮力等于重力.前后比较，重力大小不变，浮力增大，定性说明浸在在液体中的物体受到的浮力的大小与液体的密度有关.

实验探究10：探究——影响浮力大小的因素.用细线系住橡皮泥挂在弹簧测力计下，测出橡皮泥受到的重力G物，再把橡皮泥分别浸没在水中、浓盐水中，读出弹簧测力计的示数F拉，则橡皮泥受到的浮力F浮=G物-F拉.与之类似，把同一块橡皮泥分别一半、全部浸在水中，也计算出橡皮泥两次受到的浮力.分析数据，总结结论：影响浮力大小的两个因素是液体的密度和物体排开的液体的体积.

实验探究11：探究——浮力的大小与物体的形状是否有关？把同一块橡皮泥分别捏成圆球、长方体浸没在水中，利用公式F浮=G物-F拉计算出橡皮泥两次受到的浮力，发现两次浮力大小相等，从而得到结论：浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与物体的形状无关.

实验探究12：探究——轮船的制造原理.由于铁的密度大于水的密度，所以铁块在水中会下沉，那么为什么用钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上呢？ 把实心的橡皮泥放入水中，看到它下沉，沉到水底，受到的浮力小于重力.用镊子把橡皮泥从水中夹出，捏扁成一片，再把边缘一点一点折起一些，使中间空出，即把它做成“空心”的.口朝上放入水中，看到它现在是漂浮在水面上，受到的浮力等于重力.总结这个实验，我们得到：要使密度大于水的材料制成的物体能够浮在水面上，需要把它做成“空心”的，以排开更多的水，增大受到的浮力，从而浮在水面上.这就是轮船的制造原理.

实验探究13：探究——绝缘体的导电性能.如图2所示，把电池组、灯泡、开关用导线连接起来，把一块橡皮泥接到导线夹A、B之间，闭合开关，观察到灯泡不发光.从而说明：橡皮泥是绝缘体，绝缘体不容易导电.

通过以上实验，使我们深刻地体会到把橡皮泥应用在初中物理实验中时，操作更加简单、现象更加明显，真可谓是小材大用.其实很多就在我们身边的物体都可能成为我们很有用的实验器材.比如，取两个外观相同的火柴盒，放到相同的桌面上，用大小相同的力对二者吹气.观察到一个已飞出很远，而另一个几乎纹丝不动，为什么呢？原来一个是空的，质量较小，另一个装满小石子，质量较大.质量大的物体具有的惯性大，运动状态不容易改变.此实验是不是很有趣呢？再比如，用大针筒逐渐抽出空塑料瓶中的气体，可清楚地观察到塑料瓶逐渐变瘪，从而有力地证明了大气压的存在.等等，类似的例子举不胜举，也深受初中生的喜爱.

总之，只要我们有一颗上进的红心、有一双善于发现的眼睛、有一对勤劳的双手，就地取材，自制教具，我们的物理课堂距高效课堂的目标也就指日可待了.

参考文献：

[1]闫金铎主编.《物理 八年级 上册》.北京师范大学出版社，2013.

[2]兰启明主编.《课程标准新教案 物理 八年级 全一册》.中国和平出版社，2003.