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1.一组趣味物理实验游戏
臧文彧
在课余时间，如果你能与学生一起做一些物理实验游戏，不仅能使学生增添对物理学习的兴趣、增长物理知识，也能使你的教学受到学生的欢迎.下面介绍的是几则趣味物理实验游戏的做法.
1 “大猩猩”来了
在玩游戏前，先悄悄地将你的食指在肥皂上擦几一下.然后在一浅底盘中盛些水，在水面上撒些黑胡椒粉.水表示一个湖，胡椒粉表示游泳者.边表演边说你的手指正模拟一个进入湖中的游泳者.然后将你的中指尖碰到浅碟边缘的水中，水中的“游泳者”没什么动静.这样重复几次，表示又有一些游泳者进入水中.接着你就说现在来了只从附近动物园中逃出来的大猩猩，你再用你的手指模拟进入水中的大猩猩，但这时你是用擦有肥皂的食指尖接触湖边的水，立即所有的“游泳者”都向对岸逃去.
“游泳者”之所以会逃离，是因为当你用擦有肥皂的手指接触水面时，接触处液面的表面张力就会减小，在四周液面张力的作用下，肥皂液就会迅速向外扩散，故水中的胡椒粉会散开.
2 刺不破的气球（如图1）
将一气球吹大，然后看谁能用毛线针穿过气球，却不会使气球瘪掉.当你的听众都不信时，你可使出你的绝活，用毛线针穿过气球而气球仍不破，秘诀是针要穿在气球橡皮膜松弛的两端.
如果针穿在橡皮膜张紧之处，则由于张力的作用，必定会使孔更大，导致漏气，而气球两端的橡皮膜并没有张紧，故不会使孔变大，因而不会漏气.
3 比谁吹得远
找一些粗细均匀但长短不一的饮料吸管（或其它的塑料吸管），若吸管不够长，可将两或三根吸管接成较长的管子，接的方法是剪一段约2cm长的吸管，将其剖开包在接头处，再用胶带纸缠几圈便可.取一些牙签（若两端均为尖端，则切去一尖端），将牙签放入管中，用嘴对准管口吹气（见图2），牙签将从吸管的另一端飞出.比一比谁能将针吹得最远.该实验令人感兴趣的是，在相同的条件下，吸管越长则牙签将飞得越远.之所以吸管越长则牙签将飞得越远，是因为当吹气所用的力一定时，管越长，则牙签所受气流的推力（F）的作用时间（J）就越长.由Ft=△p=mv-mv[，o]=mv可知，牙签在吸管中的运动过程的动量变化△p就越大，故飞出时牙签的速度v也越大，飞得也就越远.反之牙签越短，则飞得越近.事实上这与长枪比短枪射程远的原因是相同的.
4 哪个开关控制灯
如图3所示，在一盒子里固定一只电灯，在盒子外面安装三只开关，但只有一只开关是与灯及一插头串联的，开关的接线要隐蔽，再将插头插在电源上.只能打开盒子一次，看谁能判断哪个开关是控制电灯的.
其实诀窍是将第一只开关合上5分钟后断开，再将第二只开关合上，打开黑匣子，观察灯.若灯是熄灭的且是冷的，那定是第三只开关控制该灯.若灯是熄灭的，但是热的.那定是第一只开关控制该灯.若灯是亮的，则定是第二只开关控制该灯.
5 一枚钉顶住十枚钉子
找十一枚较大的铁钉，不能借用其它东西，看谁能用一枚铁钉顶起十枚铁钉.
这一问题一般都能难倒大多数人，其实方法很简单.按图4a所示先在桌上放一枚钉子，再在该钉子上方横放八枚铁钉，注意钉头和钉尾的位置要交错放，最后再在上方压一枚铁钉，该铁钉的钉头位置与第一枚钉子方向相反，用手同时拿住最上面与最下面的两枚钉子，注意用这两枚钉子夹住其余钉子，再用另一枚铁钉顶住处在下面的那枚钉子中心，小心调节重心位置，最后这十枚钉子便被一枚钉子顶住了见图4b.
一枚钉子之所以能顶住十枚钉子，是因为对整体而言，整体的重心在支撑点的下方，故是一个稳定平衡.研究每一个钉子，均受力平衡，且力矩平衡，故一枚钉子能将十枚钉子顶住.
6 巧搬乒乓球
桌子上有一只乒乓球，不能用手拿，你能否想一个简单的办法，将该乒乓球从一处移到另一处？
一个简单的办法是找一只广口瓶子（瓶颈处收缩），将该瓶倒扣住乒乓球，然后旋转瓶子，让乒乓球在瓶内作圆周运动，球便不会从瓶内掉下来，就可以任你把球搬到别处（见图5a）.如果一边旋转瓶子，一边将瓶子轻轻放在桌子上，然后突然提起瓶子，乒乓球就会沿直线射出.
以上现象的解释是：假定小球是在水平方向上作匀速圆周运动（小球运动时是处在瓶颈处），受力分析如图5b所示.向心力是由瓶内壁的弹力N与摩擦力f在水平方向上的合力所提供的，即F[，向心]=Ncosθ-fsinθ=mv[2]/r，可见v增大，则N增大，而最大静摩擦力f[，m]=uN，故f[，m]也增大，只要在竖直方向上满足关系：G≤Nsinθ+f[，m]cosθ，小球便不会向下掉.当乒乓球在桌面上运动时，若突然提起瓶子，则乒乓球失去了向心力的作用，由于惯性，故乒乓球将沿原速度方向（运动轨迹的切线方向）作直线运动.
原载《教学仪器与实验》（京），2003.2
2.金属箔在物理实验中的应用
江苏淮安市淮海中学 吴俊如
前不久，笔者有幸听了南京师大刘炳升教授的一场报告，受益匪浅.刘教授做了许多精彩的现场演示实验，令与会者啧啧称赞.会后静下心来思考后发现：他所用的实验器材并非高级，相反大都是我们日常生活中常见的东西：如雪碧瓶、易拉罐、气球、乒乓球、废旧电池、铁丝等，有的甚至被我们当成废物扔了，但这些“废物”到了刘教授的手里却成为“宝贝”.笔者有感于此，在教学中作了一定的尝试，取得了良好的效果.下面就金属箔在物理实验中的作用谈谈自己的做法.
1 演示“物体的浮沉”实验
方法：拿出课前已经准备好的两张完全相同的铝箔，取其中的一张将其压缩成“铝块”（注意要排除其中的空气），然后将其放入盛水的玻璃容器中，发现铝块立即下沉；再把另外一张铝箔折成“小船”，将其放入玻璃容器中，发现“小船”并不下沉，相反它还能装载几支粉笔.通过这样的演示，加深了学生对物体浮沉条件的理解，同时也增加了课堂的趣味性.最后指出，潜水艇就是根据这个道理制成的.
2 演示“火箭发射”实验
方法：找一块长、宽均约6cm的铝箔，将其卷成管形，一端密封，作为火箭头.然后装入火药（从火柴头上取）并塞紧管口，这样一个小火箭模型做成了.再用两段细铁丝弯成两个“M”形框架，并把它们固定在泡沫塑料上做成发射架.把火箭模型放在发射架上，加热箭内装火药的部位，当药粉被点燃后，随着燃烧的烟雾从管口快速喷出，火箭模型便迅速向前飞出.实验结束后，教师指出：这就是火箭发射的工作原理.
3 演示“空气的对流”实验
方法：把金属箔用手抹平后剪成圆片.沿径向画线将圆若干等份，然后沿所画线将圆片剪成“花瓣”，把每一瓣按同一方向扭转约30°，在中心部位穿一小孔，用细金属丝悬挂起来，把该风轮置于酒精灯等热源上方，可清楚地看到，由于对流，风轮很快转动起来.
4 演示“熔断器”实验
方法是：把锡箔剪成细长条，再在锡箔中间剪两个缺门，使缺口处的宽度尽可能窄（约0.5mm以下），这样用蓄电池作电源就可以演示熔断器实验，效果既明显又安全.
5 演示“磁场对电流作用力”实验
方法：用软纸将金属箔表面轻轻擦平，然后卷制成圆管，代替金属棒，由于重量减轻，实验效果非常明显.
6 演示“法拉第圆桶”实验
要用到有绝缘柄的移电球.
方法：将乒乓球焊接在塑料筷子上.然后在乒乓球表面粘上金属箔制成.
另外还可以用金属箔来演示电荷间的相互作用、电流间的相互作用、自制验电器等等.
通过上述的一系列实验，极大地提高了课堂教学效率，激发了学生学习物理的兴趣；同时通过这样的教学使得学生明白了这样的一个道理：物理就在我们身边，我们要做生活中的有心人.
原载《教学仪器与实验》（京），2003.3
3 巧用一次性塑料杯做实验
江苏东海县实验中学 焦明华
生活中稍稍留心一下，我们会发现随处可见一些没有使用过的或是用过废弃的一次性塑料杯.塑料瓶子不值钱，又轻又小，很不引人瞩目.笔者发现这被世人称之为“白色垃圾”之一的小小塑料杯子在物理教学和实验中，却是不可轻视的，其作用和价值很大.只要我们认真钻研，精心制作，便可变废为宝、“小材大用”.它在课堂演示实验中、在师生的随堂实验中、直至在学生的分组实验中都能派上用场，并且在应用中可以收到意想不到的教学效果.下面便是笔者在教学实践中，使用一次性塑料杯做的几个具体实验，写出来以供同行参考.
1 用来制量杯
在学习“物体的体积测量”时，利用实验室中的量筒和一些水，我们就可以安排学生把一次性塑料杯改制成量杯.具体的做法是：用量筒取5毫升水，把这些水倒入空的一次性塑料杯中，杯子放在水平台面上，在杯中的水面相应处，用水彩笔画上刻度线，并在平行位置写上小小的“5”字，采用同样的方法，作出10毫升、15毫升、20毫升等一系列的刻度线，并观察相邻的刻度线之间的距离是否相等，这样做，既让学生理解了量筒与量杯刻度线不同的原因，又提高了学生动手实验的能力，同时使学生觉得物理学就在身边，并不神秘，进一步增添了学生对学习物理的兴趣.
2 塑料杯烧水
在学习“汽化和液化”时，可利用一次性塑料杯给同学们表演这样一个趣味小实验：如图1，用三根等长的细线，分别穿在塑料杯上边缘等距离的三个孔中，用钩子把细线的结点挂于铁圈上，铁圈牢牢地固定在铁架台上，杯子中加入3/4体积的水，上下调节铁圈的高度，从而确保用酒精灯的外焰对塑料杯底部加热.过了一会儿，水沸腾了，而塑料杯却并没有被烧坏.通过这样的一个实验，学生对液体的热传导及沸腾这一现象更感兴趣，对概念理解得更深刻.
3 巧显折射像
在学习“光的折射”时，教师经常会给学生演示这样一个实验，如图2a，把一支铅笔斜插入空杯中，然后向杯中注水，人眼在上方看，铅笔浸没水中的部分好象向上偏折了.这个实验虽然能显示出因光的折射物体在水中所成的像“上浮”，即“视深度”小于物体的实际深度.但是由于杯子是不透明的，同时铅笔又是斜放的，对所看到的像的位置比实际物体的位置到底浅多少，所观察的像相对于观察者来说是偏前还是偏后，等等，都不太清楚.为了精确地显示折射像的位置，可利用塑料杯改做成下面的学生随堂实验：如图2b，在离杯口约3厘米处，用针锥在杯壁上对称地打上两个孔，恰好让长约10厘米的细铁棒穿越其间，向杯中注满水，由于塑料杯子是透明的，同时细铁棒与水平台面是平行放置的，改进后的实验，由于有杯外的细棒的两端作参照，很容易观察出折射像与实际物体间的位置关系.
4 模拟放大镜
在学习“凸透镜的应用”时，可以改变一下教法，不按照课本上的“套路”来，用一次性塑料杯先做这样的一个随堂实验：取一个一次性塑料杯，缓缓地注满水，将手紧靠在杯的背面，眼睛透过水杯看紧靠在杯子上的手，无疑将看到自己的手变大了.后引导学生分析：其实杯子和水此时的作用就相当于一个凸透镜，而紧靠杯子的手正位于凸透镜的1倍焦距以内，所以，手必然成正立的、放大的虚像.亦即此时水杯相当于一个放大镜.通过此例，使学生对所学的知识应用得更加灵活、思维更加活跃，且有利于后面对照相机、投影仪的应用学习.
5 演示大气压
在学习“大气压强”时，为使课堂气氛活跃，激起学生学习物理的兴趣，除了书上的“覆杯”实验，还可以使用一次性塑料杯做这样一个小实验：如图3所示，将一个空的塑料杯放在水平桌面上，用包装纸事先作成的小漏斗轻轻地放在杯口上（漏斗口要做得大小适宜），向漏斗中快速加入一定量的水，注意观察，将发现漏斗中的水在流入塑料杯中少许之后，便停止了流动，漏斗中的水便给杯子里的空气“顶住”了.通过这个趣味实验，学生对气体的压强的认识更全面了，同时靠这样的实验带动，亦激起了学生的强烈求知欲.
6 制作溢水杯
在学习“浮力 阿基米德原理”时，一般都采用教师演示、学生观察、计算，这样做往往效果不好，且不论边角及远处的同学看不清楚，即便是坐在讲台附近的学生也觉得一切都是老师的“事”，与己无关，这样一来，学生不能亲身经历实验的“探索过程”，学生的主体地位得不到落实.因而建议把该实验改成学生分组实验或随堂实验.大多数的实验室都缺乏溢水杯，一次性塑料杯便可大有用场了.如图4所示，在距离0杯口上边缘约5毫米的地方，用一根大铁钉打洞，洞口不能打得过大，然后，找一根长约4厘米、直径约3毫米的塑料吸管斜插入孔间，对孔径的大小、管子插入的方向等反复调试，直至装水时，水不沿杯壁向外流为止.我想在一次性塑料杯的“辅助”下，绝大多数的学校都可以做学生实验了.
7 隔离碎铁屑
在学习“磁场”时，磁感线是一个教学难点，为帮助学生学好磁感线，给学生以形象的认识，往往要做模拟磁感线的实验，即用碎铁屑充当“小磁针”，看它们在不同的磁场中“排列情况”如何.但是由于实验室里永久性磁铁的磁性很强，又加上碎铁屑非常细小，所以在实际的实验操作中，总会有一些碎铁屑附在磁体上，很不容易把它们清理下来，同时又极易脏手，为此，可将一次性塑料杯罩在磁体的磁极上，这样就可以放心大胆地进行演示，解决了一些不必要的麻烦.
总之，只要教学中我们时刻做有心人，充分利用身边现有的原料、现有的素材，善于观察、善于研究、善于操作，让学生觉得物理就在我们身边；物理就在我们手上；物理就在我们眼中.在学好、用好物理知识的同时，使得学生自身的动手操作能力、综合思维能力得到磨练，在“学”和“做”中，不断提高他们的才干.
原载《教学仪器与实验》（京），2003.4
4.分子运动演示管
北京市丰台区第二中学 果美祥
实验目的：分子属微观概念，教材中无演示实验，为了使微观概念宏观化，加强学生的感性认识，有利于加深学生的印象，特设计了这套演示装置.
实验器材：铝合金架、硬质玻璃管（可用废日光灯管）.实验装置简图见图1.
制作过程：①取一根硬质玻璃管长50cm～60cm，直径18mm～20mm.②在粗管中架一支细玻璃管，细管上粘有pH试纸.③胶塞中打孔，可塞入棉花团.
操作步骤：①细管上等距粘上pH试纸，并湿润，架入粗管内.②将棉花团塞入半孔胶塞内，分别蘸浓HCl与浓NH[，3]·H[，2]O，同时塞入粗管口.
实验说明：①由pH试纸的颜色变化可知，两种溶液的酸碱性.②由pH试纸的颜色变化可知，发生化学反应.③由pH试纸的颜色变化多少，可知两种物质的分子运动的相对速度不同.④由生成物——NH[，4]Cl形成的白色烟圈位置进一步证明：分子运动的相对速度不同.⑤本实验在密闭容器中进行，不污染环境，有利于对学生进行环保教育.⑥本实验装置形象、直观，操作非常方便.
原载《教学仪器与实验》（京），2003.3
5.巧用玻璃砖
江苏阜宁县东沟中学 张正雷
玻璃砖在高二物理教科书里是用来测量玻璃的折射率的，笔者认为它至少还有下列用处：
①让学生用其斜面部分来观察光的色散，比起用三棱镜，不仅可见度高，而且不受阴雨天的影响.
②利用两个平行表面，非常容易见到光的偏折现象：把物体摆在玻璃砖的对边，观察者的视线稍稍偏离正对方向，就会看到物体在玻璃中明显像断了似的.
③检查直尺读数的正确性.把玻璃砖的一个平行表面垂直摆放在透明刻度尺的刻度上，留出一小截刻度线不被遮挡（见图1）.当你透过玻璃砖与刻度尺看到物体端部所对的刻度线在玻璃的里外呈同一直线态时，就意味着此时视线与刻度线正对了.倘若你发现玻璃砖内的刻度线相对于砖外的刻度线向右移动，则说明你的视线偏左了，读数必定偏大，视线必须向右调整；反之，读数必定偏小（见图2）.一定要调整到玻璃内外的刻度线在同一直线上时为止.
④替代平面镜研究由于光反射物体所成虚像性质及特点：观察时玻璃砖要与平面成一倾角α（见图3）.平面镜在就近观察时，由于光在玻璃的里外表面反射形成两个虚像，造成主像重影太明显，使人看起来极不舒服.对于玻璃砖来说，在下截面看到的与正面截面所得图文相对称的映像，当环境光线暗淡些，其清晰度反而高些，当物距过大时，该映像则消失在环境光线的包围之中.这是因为在玻璃砖对面所见的图像，为折射光线所致，而在其下表面形成的虚像，实力下表面平面反射来的折射光线造成的，其光强比前者要微弱，易被强烈的环境光线所覆盖，当在夜晚研究时，两者将会同样清晰明显.
原载《教学仪器与实验》（京），2003.3