《科技活动》（小发明篇）4.2第二节 力学实验

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第二节 力学实验
实验一：自动爬坡机
【工具和材料器材】
圆柱形八宝粥盒(或塑料盒、茶叶盒)1个，粗橡皮筋1条，锥子，重螺母1个。
【制作方法】
在一个盒子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入盒中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下。观察是否有什么出人意料的现象。
实验二：玻璃瓶受力而形变
【实验器材】
扁形大墨水瓶，插有细玻璃管的橡皮塞，小橡皮圈，染有红色的水。
【实验步骤】
(1)在大墨水瓶内灌满彩色水，把橡皮塞紧塞瓶口，使彩色水在玻璃管中上升到一定位置。在玻璃管上套上小橡皮圈，标出水面位置。
(2)用手在瓶截面的短径方向用力压瓶，可看到玻璃管内液面上升，撤去外力，液面回到原位置；再用手在瓶截面的长径方向用力压瓶，可看到玻璃管内液面下降，撤去外力，液面又回到原位置。
实验表明，硬质玻璃瓶在外力作用下也能发生形变，而且在不同方向的外力作用下形变情况不同。
【注意事项】
(1)为了观察在不同方向的力作用下，液面有升有降的情况，应选用扁圆形玻璃墨水瓶。扁圆形墨水瓶的瓶壁较厚，挤压时形变微小，因此需用细玻璃管(内径1～2毫米)来显示。
(2)瓶塞一定要塞紧，防止挤压时色水从瓶口溢出。色水应课前灌好，塞上橡皮塞后，如果液柱太高，可用手或温热毛巾焐一下瓶体使色水从管口逸出一些，一般在室温下，使液柱高出液面10厘米左右为宜。
(3)也可以用平底圆烧瓶或锥形烧瓶等薄壁玻璃容器进行实验，实验时只需挤压它们的瓶底便能显示出形变，但用力不能过猛，而且只能演示挤压瓶底后液柱升高的一种情况。
实验三：筷子的神力
【实验器材】
塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根
【实验步骤】
1、将米倒满塑料杯。
2、用手将杯子里的米按一按。
3、用手按住米，从手指缝间插入筷子。
4、用手轻轻提起筷子，杯子和米一起被提起来了。
思考：把一根筷子插入装着米的杯子中，然后将筷子上提，筷子会把米和杯子提起吗
实验四：验证大气压强的存在
【实验器材】
玻璃杯、硬纸片、水
【实验步骤】
1、如图1所示，取一玻璃杯用硬纸片把杯口盖严，手按住纸片把杯子倒置，放开手后，硬纸片立即下落。
2、若在杯内盛满水后再用硬纸片把杯口盖严，手按住纸片将杯子倒置，放开手后，纸片不下落，水也不流出，这表明大气有压强。正是由于大气压强的作用，纸片不下落。
将此覆杯置于钟罩内，想办法用胶塞上的小钩吊起，用注射器从抽气管外端抽气（图2），可见覆杯上的纸片掉下来，杯子里的水也随之流下来。
图1 图2
※阅读材料※
巧用矿泉水瓶做的物理实验
一、“凸透镜”的相关实验
①取一矿泉水瓶，可以在瓶中装满水，对着太阳光，可以在地面上得到“细细”的亮条，说明凸透镜可以汇聚太阳光(凸透镜对光的汇聚作用)。
②取一矿泉水瓶，可以在瓶中装满水，然后隔着瓶子观察物体(注意瓶子与物体之间的距离适中)，可以看到放大了的物体的虚像，演示凸透镜成放大的虚像。
二、失重现象
取一矿泉水瓶，给瓶内装半瓶水，在瓶底用铁钉钻一小圆孔，我们可看到水从孔中喷出，若这时让塑料瓶自由下落，可看到水不再向外喷出，这就验证了水的失重现象。
三、气体的压强随体积的增大而减小
取一矿泉水瓶，在靠近瓶底部的侧壁上开一个小圆孔，用胶带封住小孔，接着拧开瓶盖，往瓶中加入水，然后撕去胶带，水便从小孔射出。接着盖上瓶盖并拧紧，不久水便停止从小孔中射出，此时瓶内水面上方气压小于外界大气压。这个实验表明气体的压强随体积的增大而减小。
四、“水火箭”
器材：矿泉水瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等。
水火箭构造：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上。用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出，利用水的反冲作用把瓶推向高空。
五、液体内部向各个方向都有压强
取一矿泉水瓶，若在矿泉水瓶体的不同方向上，用小铁钉钻很多小孔，然后向瓶内装满水，盖上瓶盖，两手用力挤压瓶体，可看到水从不同的小孔中向各个方向喷出，这可以证明了“液体内部向各个方向都有压强”。
六、浮力产生的原因
取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的矿泉水瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮，原因是“乒乓球只有上表面受到水向下的压力，而下表面基本没有受到水向上的压力”，因而乒乓球不上浮;接着用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来，其原因是此时“乒乓球上、下表面均受到水的压力，且下表面所受的压力大于上表面所受的压力”。可以演示“浮力产生的原因”，即“液体对物体上、下表面的压力差所引起的”。
七、光的折射
取一矿泉水瓶，截去上半部分并装满水，将筷子斜插入水中，从水面上斜着看，会发现插入水中部分的筷子向上弯折，可以演示光的折射。
八、力的作用效果
双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，如果施加的力增大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟力的大小有关，力越大，力的作用效果越明显。
九、流体压强与流速的关系
两个瓶子放在一起，在瓶子的一边放置一个乒乓球，从另一侧向瓶缝隙中吹气，乒乓球不动。往缝隙中吹气，靠近瓶子一侧的空气流速大，压强小，而乒乓球外侧的空气流速小，压强大，会产生一个向内侧的压力差，所以球不动。可以说明流体压强与流速的关系。
十、物体的浮沉
①取一矿泉水瓶，截去上部并装满清水。鸡蛋放在清水中会沉入水底;若在清水中放入盐，如果配制的盐水合适，鸡蛋会悬浮在盐水中。继续加盐，鸡蛋会上浮，最终漂浮在液面上。
②制作浮沉子：取一矿泉水瓶，倒入适量的水(不倒满)。然后取一注射用的小玻璃瓶向其中装入适量的水，将其倒放入矿泉水瓶中，使其漂浮如，然后盖上瓶盖，通过用力挤压瓶体发现小玻璃瓶可以实现下沉和上浮，制作成一个简易的浮沉子。或者不盖盖子，而在瓶口扎上一块橡皮膜，然后用手指按压橡皮膜，同样可以使小玻璃瓶实现浮沉。
十一、惯性现象
取一只空矿泉水瓶，截去上半部分并装入适量的水，然后盖上一块硬纸板，将鸡蛋放在硬纸板上，用手指突然弹击硬纸板，可以观察到鸡蛋并没有随硬纸板一起飞去，而是安然的落入瓶中。鸡蛋正是由于自身惯性还保持原来的静止状态而落在正下方。
十二、影响压力作用效果的因素
①取一只空矿泉水瓶，向瓶中装入少量的水放在一块海绵上，立刻看到海绵凹陷一些;将矿泉水瓶装满水再放到海绵上，会发现海绵凹陷得更深了。可以得出压力的作用效果与压力大小有关;
②取一只空矿泉水瓶，向瓶中装满水盖上瓶盖，放在一块海绵上，观察海面的凹陷程度，然后将瓶子倒置过来再放在海面上，观察海面的凹陷程度，比较两次凹陷程度，可以得出压力的作用效果与接触面积大小有关。
十三、“大气压强”的存在（略）
十四、液体内部压强与深度有关
取一矿泉水瓶，在其侧壁钻三个上下位置不同的小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，通过实验探究可发现，从不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而演示了“液体内部压强与深度有关”。
此外，利用矿泉水瓶还可制成水平仪，可用来做阿基米德原理的溢水杯等。
智慧火花
同学奇思：我的妙想：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
八年级 《科技活动》（小发明篇）