实验创新小吸管的大用途.docx

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实验创新小吸管的大用途

小吸管的大用途

——吸管在教学中的利用

1、光学实验

1.光沿直线传播

2.光的折射

2、静电实验

1.弯曲的水流

2.神奇指挥棒

3.自制“电针”

3、气压实验

1.不能喝水的吸管

2.“坚硬”的软吸管

实验名称：

光沿直线传播

实验目的：

直观地证明光是沿直线传播的。

实验原理：

光在同种均匀介质中沿直线传播，通常简称光的直线传播．

人眼就是根据光的直线传播来确定物体或像的位置的．是物理光学里的一部分。

实验器材：

吸管、激光笔

实验步骤：

1.将吸管伸直，一头吸管口对着墙壁等可作为屏幕的地方（本次实验中选择了门框）。

2.用激光笔对准吸管口的另一头，可在门框上看到明亮的激光点。

3.将吸管弯曲，其他条件保持不变，激光点消失。

实验结果及分析：

本实验能够直观地证明光的直线传播，但是在操作过程中，吸管位置的固定和激光的固定很重要，一点微小的偏差可能就会导致激光不能按照预设的“路线”在吸管这一“通道”中传播。

因实验条件的限制本次实验操作并未固定这两样东西，在教学中若要采用这个实验的话可以多人一起合作进行定量（吸管位置和激光位置等）和变量（吸管的弯曲）的控制，不仅能提高实验的严谨性和成功率，同时也可以增加学生的交流合作。

实验名称：

光的折射

实验目的：

展现光的折射现象；直观地反应凸透镜成像的现象。

实验原理：

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。

我们常见的“插入水中的筷子变弯折了”、“池底变浅”、“早晨和傍晚看到的红太阳”、“海市蜃楼”等现象都是由光的折射形成的。

在岸上看到水中的鱼比鱼的实际位置高；清澈见底，看起来不过齐腰深的池水，实际深度将没过胸部；这些都是光的折射现象造成的。

实验器材：

吸管、装有水的透明瓶子

实验步骤：

将吸管放入水中，观察水中和外面的吸管的差异

实验结果及分析：

本实验能够直观地反应光的折射现象。

吸管在水面上的部分和水中的部分存在着明显的差异——1.吸管上红色经线明显显示出水中部分的吸管发生了偏移；2.水中部分要明显大于水面上的部分。

产生这些现象的原因主要为：

1.光从空气中射入水中时，传播方向发生了转变，从而产生了水中的吸管发生了偏移现象。

2.杯子两边薄中间厚，装水后透过这个杯子看，刚好相当于放大镜，也就是凸透镜，水中的吸管部分被放大也就是凸透镜的放大，而水中的吸管在此透镜的一倍焦距之内，故成放大的虚像。

教学中应用建议：

通过吸管代替初中科学教材上的筷子来进行光的折射现象的说明，不仅能展现光的折射现象，同时也能够非常明显地展示吸管在水中的像大于水面上的像，一举两得地在讲解光的折射现象后引导学生进行思考从而导入凸透镜成像的相关知识，是一个很好的教学案例。

实验名称：

静电系列实验

实验目的：

通过生活中的一些常见物品进行有趣的实验，提高学生对静电以及科学的兴趣。

实验原理：

任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。

科学家们将质子定义为正电，中子不带电，电子带负电。

在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负电平衡，所以对外表现出不带电的现象。

但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。

在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。

有些情况下不摩擦也能产生静电，如感应静电起电，热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。

任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的普遍方法，就是摩擦生电。

材料的绝缘性越好，越容易产生静电。

因为空气也是由原子组合而成，所以可以这么说，在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。

要完全消除静电几乎不可能，但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。

通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的，也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成，具体说就是因为物质都由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的原子核。

一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等，正负平衡，所以不显电性。

但是如果电子受外力而脱离轨道，造成不平衡电子分布，比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。

当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。

实验一：

弯曲的水流

实验器材：

吸管、纸巾、水流

实验步骤：

1.用纸巾反复摩擦吸管

2.将摩擦后的吸管靠近稳定的水流，观察水流变化情况

实验结果及分析：

当吸管靠近稳定的水流时，水流向吸管方向偏转。

如下图：

吸管是一种绝缘性良好的物体，容易产生静电。

在经过纸巾的摩擦后，纸巾上的电子转移到吸管上，吸管被摩擦的部分带有负电。

此时将吸管靠近水流后，水流产生了感应静电，电子移向原离吸管的一侧，而使得靠近吸管的一侧带正电，故产生了被吸引的现象，水流向吸管方向弯曲。

实验二：

神奇指挥棒

实验器材：

吸管、纸巾、易拉罐

实验步骤：

1.用纸巾反复摩擦吸管

2.将摩擦后的吸管横放的易拉罐附近而不靠近易拉罐，观察易拉罐的运动情况。

实验结果及分析：

易拉罐向吸管方向运动。

此实验中原理与实验一非常地接近。

易拉罐在吸管靠近是其电子迅速转移向远离吸管的一端，使得靠近吸管的一端带有负电，产生了感应静电。

正负电荷的相互吸引使得易拉罐向吸管方向移动。

实验三：

自制“电针”

实验器材：

吸管、纸巾、图钉

实验步骤：

1.用纸巾反复摩擦吸管

2.在吸管上找到其中心点，用图钉固定使其能够保持平衡悬浮

3.将生活中常见的物体靠近进行测试，观察吸管的偏转情况

实验结果及分析：

大部分物体在接近吸管时吸管朝物体方向偏移。

这些现象产生的原因与前两个实验一致，此处不再复述。

但将保鲜膜靠近时吸管则产生了排斥现象，说明保鲜膜与其他物体不同，它自身本身就带有一定的负电。

保鲜膜作为一种绝缘性良好的物体，能够比较容易地获得电子并且能够保持电子不转移到周围其他物质中，故吸管产生了排斥现象。

教学中应用建议：

这个“电针”制作方便，并且现象明显，在中学教学过程中有比较好的应用前景——学生对于一些摩擦起电时物体产生的电荷转移情况（如用皮毛摩擦玻璃后玻璃是带正电还是负电等）的了解比较差，在这部分内容相关的题目上的错误率比较高，用这个简易的装置便能够让学生在实际操作中得出正确的结论，使得对静电相关内容的学习更具趣味性同时对常见物体摩擦起电时的电荷转移情况也能够有较深的印象，助于对静电知识的学习，也提高了他们对科学的兴趣。

实验名称：

不能喝水的吸管

实验目的：

帮助学生理解吸管喝水的原理，促进其对大气压的理解

实验原理：

地球周围包着一层厚厚的空气，它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，通常把这层空气的整体称之为大气层．它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000千米，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水中一样。

当嘴巴中仅一根吸管时，将吸管放入水中，嘴巴与吸管相通，吸管内压强和吸管外水面压强一样大。

当口中空气减少时，压强减小，即吸管内的压强变小，小于吸管外水面压强，水就因为两个地方的压强差被“压”进口中了；当口中有另一根吸管连通大气时，由于口中的空气仍然保持在一定的量，便难以实现减小吸管中的压强而将水“压”进口中了。

实验器材：

吸管两根、咖啡（使实验现象更加明显）。

实验步骤：

1.将吸管放入口中

2.一根吸管插入咖啡内，另一只吸管则连通大气

3.用吸管喝咖啡

实验结果及分析：

吸管内有咖啡吸上来但是不能吸到嘴中。

当嘴巴中仅一根吸管时，将吸管放入水中，嘴巴与吸管相通，吸管内压强和吸管外水面压强一样大。

当口中空气减少时，压强减小，即吸管内的压强变小，小于吸管外水面压强，水就因为两个地方的压强差被“压”进口中了；当口中有另一根吸管连通大气时，由于口中的空气仍然保持在一定的量，便难以实现减小吸管中的压强而将水“压”进口中了。

教学中应用建议：

值得注意的是，实验结果并非不能将咖啡吸上来而是只能将咖啡吸到一定的高度。

大部分初中生在课本上看到这个实验时认为结果是不能将咖啡吸上来，所以虽然这个实验比较简单，但是停留在课本上是不行的，这个实验在八年级科学大气压部分内容的第一课时中，而后在第二课时将会讲到气压与流速的关系。

在教学中建议让学生进行实验，实验过程中大家发现结果与预期的不同时则会产生比较强烈的好奇心，此处便为后面关于气压与流速的关系做了很好的铺垫——吸气时虽然口中气体体积不变，但是由于气体流速的加快，气压减小，故口中气压要略小于大气压，但是其压强差远小于大气压，还不足以将水“压”到口中。

实验名称：

“坚硬”的软吸管

实验原理：

由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的，因此当其他条件不变的情况下，气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大.

在温度不变时，一定质量的气体体积越小，压强越大；体积越大，压强越小.

实验器材：

吸管、梨子

实验步骤：

1.用吸管用力戳梨子，观察实验现象

2.将吸管一头按住，再次用力戳梨子，观察实验现象

实验结果及分析：

用吸管戳梨子时，吸管弯曲；将一头按住后再次戳梨子时，吸管深深地戳进了梨子。

当塑料吸管一端被大拇指封住，瞬间刺入梨子时，由于速度很快，再加上塑料吸管内部体积随着吸管不断的刺入而瞬间变小，空气压力突然增大，导致塑料吸管的钢性整体突然加强，就会不可思议地戳入梨子。

教学中应用建议：

本实验和上面的“弯曲的水流”及“神奇指挥棒”都是极具趣味性的。

能够以“小魔术”的形式引起学生的注意，在提高他们对科学的兴趣的时候，培养他们积极思考的吸管，尤其小学生等年纪较小的孩子，比较容易被这些小把戏吸引，建议在小学课堂中多穿插类似的“魔术”，并用进行简单的引导，为学生今后学习科学做铺垫。

或者说，可将这些简单的实验编辑成册发给家长，让家长们在课余时间在家中为学生进行演示。