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橡皮膜的大用处

2020-10-26丁萍

发明与创新·中学生 2020年10期
关键词:内筒平面镜凸透镜

丁萍

在初中物理教学中,由于部分课程内容没有安排实验,一些物理规律无法通过直观、生动的实验现象向学生展示,使教学效果大打折扣。因此,物理教师通过自制教具或学具解决教学中的实际问题就显得非常必要。

我在十多年的教学实践中自制了许多教具和学具,以帮助学生提高学习效率,培养他们的动手、动脑能力。其中,我多次利用橡皮膜做物理实验,不但降低了学习难度,培养了学生学习物理的兴趣,而且提高了学生的实验探究能力。

在声学中的应用

1.演示“看得见”的声音

将一个空易拉罐的两头剪去,在其一头将橡皮膜绷紧,然后用橡皮筋扎好。在橡皮膜的中央用双面胶粘上一块小平面镜,将一束激光斜射在平面镜上,当在另一头对着空易拉罐讲话时,就可以看到平面镜反射的激光在墙壁上的光斑的变化,从而演示声音的变化规律。

2.演示声音的能量

将一个空矿泉水瓶的底部剪去,并用橡皮膜扎好,将瓶口正对一根点燃的蜡烛,用手轻轻地敲打橡皮膜,可以看到蜡烛火焰在摆动。如果用力敲打橡皮膜,则会看到火焰熄灭。这些现象说明声音具有能量。

在光学中的应用

1.演示光的偏折能力与焦距的关系

用橡皮膜、塑料自來水管、注射器、医用输液导管、1.0的中性笔芯、橡皮筋、AB胶等做一个大的水透镜。将水透镜吊在暗箱中,用两支激光笔正对着水透镜。当向水透镜中注水时,水透镜会向外凸,变成一个凸透镜。这时,打开激光笔,会发现两条平行光聚于一点,这个点就是凸透镜的焦点。

用注射器慢慢往里注水,可以看到焦点不断靠近凸透镜,从而可以直观地理解:凸透镜的曲度越大,焦距越小,对光的偏折能力就越强。如果用注射器向外抽水,水透镜就会变成凹透镜,而且向外抽水越多,光线向两边发散得越厉害。

2.演示仿真眼睛工作

将上述实验器材做成一个小的水透镜就可以演示仿真眼睛工作了。

将蜡烛的位置靠近或远离水透镜,要在光屏上得到清晰的像,就需要往水透镜中注水或向外抽水,使水透镜的焦距变短或变长,从而向学生直观地展示人眼的工作情况。

以上两个利用水透镜所做的实验可在同一个物体上实现变焦,这是固体透镜无法比拟的。由于教材上没有安排合适的实验,学生对该内容很难理解到位,而通过自制水透镜演示实验就可以很好地解决这些问题。

在力学中的应用

1.演示物体的形变

将橡皮膜在一只杯子的杯口上绷紧扎好,在橡皮膜中央用手指对其施力,发现用力越大,橡皮膜形变越厉害,当撤去外力时,它又能恢复原状。此实验既能演示力可以改变物体的形状,又能演示什么是弹性,一举两得。

2.演示液体内部压强与高度的关系

将两端开口的波纹软管的一端用橡皮膜扎好,然后往软管中灌满水。提起软管的另一端,可以看到橡皮膜向外凸成橡皮球,而且软管两端的高度差越大,球变得越大;两端的高度差越小,球变得越小。

另外,还可将两端开口的玻璃管的一端用橡皮膜扎好,将其置于液体内部的不同位置,探究液体内部压强的特点。

3.探究液体内部浮力产生的原因

将两个大小不一的空矿泉水瓶做成内外筒,用橡皮膜将医用听诊器的探头罩住并扎好,把导管与U形管压力计连接好,将一个加有小铅块的乒乓球置于内筒后往内筒倒水,将一个探头(B)置于内筒的深处,另一个探头(A)置于外筒的底部,随着水位的上升,可以看到U形管的液柱高度差明显发生变化,从而向学生演示浮力产生的原因。

4.探究温度对气体密度的影响

每组分发两个气球,用电吹风正对着气球吹风,一个吹热风,另一个吹冷风。可以看到,吹热风的气球体积变大,吹冷风的气球体积变小,由此得出结论:一定质量的气体,当温度上升时,气体的体积变大,密度变小;反之,气体的密度变大。

在电学中的应用

在探究物体的导电性能时,一般很少将绝缘体引入实验,可用橡皮膜代替绝缘体做实验。在实验中,将一段金属棒接入电路完成实验后,再在金属棒的外面用橡皮膜绷紧包好接入电路,发现灯泡不发光,由此证明橡皮膜是绝缘体。

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