物理趣味实验Word下载.docx

1、取一个空的铝质易拉罐及一盆冷水，罐口缠上铁丝并固定，再将铁丝拧成柄状（要有一定的长度和强度），往易拉罐中加人少量的水，放在酒精灯上加热至沸腾，并继续加热数十秒，迅速（持铁丝柄）将易拉罐倒扣到冷水中，观察发生的现象.注意:此时易拉罐在气压的作用下被压扁且发出巨大的响声，实验者应有思想准备，以防惊慌中碰到其他实验仪器而被烫伤甚至引起火灾.本实验有一定的危险性，建议在老师的指导下进行.实验三 振幅交换准备两个摆长一样的摆（摆锤质量要大些）和一根细尼龙绳，将尼龙绳两端分别固定在相同高度上，把两个摆的上端系于尼龙线的中部，悬点相距不超过10厘米（固定时要检查摆长是否一样）.使一摆处于竖直位置，将另一摆沿

2、垂直于尼龙绳方向拉开到某一位置（不一定要有5度角限制），放手让其在垂直于尼龙绳方向上振动，观察两摆的振幅变化（可能需要比较长的时间才能看出，所需时间与装置有关），可以看到，两摆的振幅会不断地交换.实验四 尝试一下静电触电的滋味 把塑料飞盘用洗衣粉洗刷、冲净、晒干;再准备一块圆形铁片，大小比飞盘略小，在其中打一小孔，用20厘米长的丝线穿过小孔将它拴住，用一块干燥的毛皮用力摩擦圆盘的内侧，然后迅速拿开，再用手提着丝线的一端（这是为了不使手与铁片接触），将铁片放入圆盘内，这样圆盘上的电荷将聚集到铁片上，用手指去靠近铁片时，会有微麻的感觉，同时还可看到电火花和听见放电响声（这是因为电压高而产生放电，但

3、因电量少，电流持续时间短暂，虽有微麻的感觉，但并不危及人体的生命与健康）. 注意:本实验的效果受环境影响较大，一般而言在干燥的天气比在空气潮湿时容易成功，晴天在人少的室内比在人多的室内容易成功;在室外通风处比在室内容易成功.实验五 水是液体也能发生静电感应吗 把家用自来水开关调到有一股细流，把与毛皮摩擦过的塑料棒（或塑料梳子、笔杆）接近此细流，会清楚看到水流向塑料棒的方向弯曲.实验六 为什么欧姆表测灯泡阻值比计算值小 一只灯泡“220V 25W，根据电功率公式可算得灯丝的电阻为1936，用欧姆表测测看，测出来的阻值是大了还是小了，为什么?实验七 哪个瓶子滚得快 两个完全相同的玻璃瓶，一个装满沙

4、，另一个装满水，放在同一斜面上滑下，哪个瓶子滚得比较快?动手试试，想想看，为什么?实验八 木尺能保持水平吗有一根长度为1m的木尺，用左右手的食指分别水平地支撑木尺的两端.这时候，左右某一个手指向对方靠近，木尺能够保持水平吗?左右手指同时相互靠近，又会怎样?（提示:与摩擦力及力矩知识有关）实验九 水为什么不会洒出 在杯中倒人半杯水，上面用纸盖住.用手掌压住纸把杯子翻转过来，注意不让杯中的水洒出来.放开手，杯中的水也好，纸也好，都不会掉下来.即使水中放人一些木螺丝之类的小东西也没有关系.这是为什么?实验十 如何使单摆摆动起来 用一根约1m长的细尼龙线及一把挂锁做一单摆，要求用吹气的方法令其摆动，摆

5、角要求达到30左右，此过程中口与单摆平衡位置的距离保持在0.5 m以上，且不得用身体或任何其他物体与单摆的任何部分及悬点接触，试设法达到目的，并想想为什么？旋转体为什么会爬坡常言道：“水往低处流，人往高处走，河里的石头不会自己滚上坡”。从物理学的角度来分析，物体不可能靠重力做功来提高自己的高度，只有外力克服重力做功才能增加物体的高度，可下面的实验似乎打破了常规。在你面前有一个如图（一）31（a）所示的用两只废日光灯管做的轨道，它的左端低而右端高。还有一个用两只漏斗（中间填入黄土）粘合起来的旋转体图（b）。把旋转体放在轨道下端，放手以后你会吃惊地发现，这个旋转体滚到坡顶上去了图（c）。难道机械能

6、守恒定律在这里不适用了吗？请你仔细观察这套装置和旋转体的运动情况，说明向上滚的原因，并分析在什么条件下，旋转体就不能向坡顶方向滚动了。【提示与答案】通过观察，你可以发现这个轨道的下端窄而上端宽，再进一步观察，你能看到旋转体放在下端时，卡在轨道里的部分较少，重心较高；而当它放在上端时，卡在轨道里的部分较多，重心较低，如图（二）31所示。难怪旋转体要向上端跑呢！这并不违反能量守恒定律。知道了这个道理，旋转体不能向上滚动的条件就很好回答了：如果在某处旋转体的重心位置等于或低于它在坡顶时的重心位置，旋转体就不能爬坡了。设旋转体在坡底和坡顶时重心位置距离的水平投影为S，旋转体半径为R，则轨道倾角的最大值

7、应满足tgRS的条件叠砖块这里有五块砖，请在不进行计算的情况下，把它们垒叠起来，要求最上面一块砖的俯视投影不与最底下的一块砖的底面重合，叠放时每块砖只能纵向安置，而不允许纵横交错。看谁能最快地把五块砖垒好。某同学首先把一块砖放在桌上，再把第二块砖放在其上。为了获得尽可能多的伸出面他使上面一块砖伸出全长的1/2，当放第三块砖时他遇到了难题，见图（一）33。第三块砖最多只能与第二块砖对齐，超出一点砖就要塌下来。把第二块砖退缩一点，还是使第三块砖退缩一点呢？退缩多少才是最佳呢？看来还得另想办法。你能把这个巧妙的方法想出来吗？试试看看。对于两块砖来说，所有的同学都会毫不犹豫地将上面一块砖伸出二分之一长

8、，这是上面的砖比下面砖伸出的最大值。关键在于第三块砖如何放置，题目中提到的那种方法显然不行。我们能不能把第一、二两块砖看作一个整体代号为A，再考虑第三块砖如何放。这样，三块砖垒放问题就变成了两块砖垒放问题了，而两块砖垒放问题是大家非常熟悉的。设想第三块砖放在A号砖下面，A号砖能伸出三号砖的最大值是A号砖的重心刚好在三号砖的最右边的线上如图（二）33所示。而第二号砖相对于第一号砖来说又是一个最大伸出量，故最上面的一块砖在此时相对于最底下砖的伸出量是最大值。依此类推，把第二、一和三号砖再看成一个整体，把第四块砖放在最下面，这样，使最上面一块砖的俯视投影不与最底下的一块砖的底面重合这个任务就完成了。

9、读者可在坐标纸上画出上述叠砖的图形，每次利用杠杆知识求出重心的位置即可。过河如图（一）34所示，一个大人和一个小孩都要过河，一个要从河的左岸到右岸，另一个则相反。两岸各有一块木板，但是每块木板都略短于河的宽度，你能帮助他们想一个妙法，使他们都能达到对岸吗？当然不能用游泳这个方法。用两堆书放在桌上作为河岸，再找两把直尺和一大、一小两个玩具娃娃做模拟实验，看看你想出的方案是否可行。一看到这个问题，就会使人想：如果两块木板能接起来就够长了，事实上这不可能。但要过河必须要桥（木板）长大于河宽，能不能有一个类似“接”起来的巧妙方法呢？看了下面的图（二）34，你就会知道这个方法了。只少一个底用一只小型的装

10、洗洁精的塑料瓶，制成一个有底的圆桶和一个两头通的圆筒，另找两只弹子，使弹子的直径大于圆桶或圆筒的半径，但小于它的直径，分别把弹子装在圆桶内和圆筒内，用手扶持住圆桶或圆筒，放在桌上，如图（一）35所示，两者的区别为圆筒只少一个底。把扶持的手松开，看一看会有什么不同的现象发生？原因何在？【提示与答案】通过实验我们可以发现圆筒会翻倒，原因何在？分析一下受力情况就可以知道了。图（二）35中F1、F2为桶（筒）壁对球的作用力，F1、F2为球对桶（筒）壁的作用力，两个图的不同之处就是一个有球对底的作用力F3，而另一个（没有底的）没有，故圆筒在一对不共点力的作用下将要发生倾倒。因为圆桶（筒）较轻，可以不考虑

11、其重力矩的作用。船底出现一个小洞以后在一个很小很小的湖面上，漂浮着一只大船，船底突然出现了一个小洞，船开始下沉了，最后沉到了水底。试问在这个过程中，湖面的高度是怎样变化的？请你找一只搪瓷杯或玻璃杯，里面装适量的水，再找一只装冰激凌的塑料杯，里面加少量配重物，把它放入水中，记下液面的高度。然后在塑料杯底部戳一个洞，用手指在杯里堵住这个洞，将杯底朝下浸入水中，在液面达到原漂浮时的位置时，把手指拿开，仔细观察并描述液面的变化情况，再分析这些变化的原因。（为简化起见，设船如图（一）36形状）当小船漂浮在水面时设其底部在图（二）361中的ah处，部所受的浮力为F浮，船受的重力为G船，根据物体的浮沉条件，

12、 F浮G船，即水gV0G船。其中V0为船所排开的水的体积，即图中阴影部分。当船底出现小洞后，可以认为船是缓慢匀速下沉的，在下沉过程中，船所受的浮力F浮与此时船受的重力G船（包括流进船的水）相等。假设现在船底到了cd处，如图（二）361所示，则F浮G船，即水gVG船G进船的水水gV0水gV进船的水所以有：VV0V进船的水V进船的水VV0。V为船底在cd处时船所排开的水的体积，V0为船底在ab处时船所排开的水的体积。从图上可以看出：流进船的水的体积为abdc部分，也就是说，船里进水的水面在进水前船底的平面处。这种情况跟船底在ab处时的情况相比，湖水的水面分布没有变化，故湖水水面保持不变。当船底到了

13、ef处图（二）362，如果再下沉，情况将会发生突变：水将要从上面涌进船内，故水面将要下降。浮力永动机有人设计了如图（一）371所示的“浮力永动机”。永动机的传动绳上均匀地固定了许多密度小于水的小球，容器底部的管道内径与小球直径相等，并为光滑配合。设计者认为，左边容器里的小球受到浮力的作用向上运动，管道中的小球也将被带着向上运动，一旦这个小球要升出管道，其下的一个小球就会进入管道而不使水漏出，因此永动机将永不休止地顺时针转动。找一只塑料瓶，把瓶底去掉，倒置。再取34只乒乓球，用一根线从它们的直径穿过，均匀地分布于线上，并用胶水粘牢。按图（一）372所示把线的上、下端固定，在容器中注满水，然后把线

14、的下端剪断，看看这些球是否能在浮力的作用下向上运动？正确分析和解释你所见到的现象，这种永动机的荒谬之处也就揭露出来了。【提示与答案】 这种浮力永动机像所有的“永动机”一样是不可能工作的。浮力是依靠上下压力差形成的，如图（二）37所示，设小球体积为V球，球1、球2所受的浮力为F1gV球，F2gV球而球3呢？它的上压强为Pgh3P0，它的下压强PP0。故F3gh3SgV圆柱。即等于以小球中心截面为底的，以h3为高的圆柱所排开的水受的重力。很显然，F1F2不会大于F3，整个系统将向下运动，直到容器中的水流完为止。为什么浮沉子不再上浮了在量筒中注水近满，再往一只眼药水滴瓶中注适量的水，用手指堵住开口端

15、，将滴瓶置于量筒水中，使其顶端刚刚露出水面呈漂浮状态，如图（一）381所示。用一张橡皮膜蒙在量筒口，使其下方的气体密闭。用手指向下按橡皮膜，你会看到滴瓶下沉，至一定深度将手指松开，这个滴瓶又将上浮。这个会下沉和上浮的小瓶，我们称它为浮沉子。你能够解释浮沉子下沉和上浮的原因吗？在实验中请注意观察浮沉子内密封的那部分气体的体积是怎样变化的，并想想引起变化的原因。把观察到的现象和引起变化的因素填在下表中：气体体积V1的变化气体体积V2的变化引起变化的因素用手指压膜前后维持一定的压膜力使浮沉子下沉不再压膜重复用手压膜，分别在浮沉子处于不同深度时松开手指，你会发现一种奇异的现象，也就是当浮沉子达到某一深

16、度以下，松开手指后，浮沉子不再上浮，并且一直下沉到容器底部。请再仔细观察一下浮沉子内气体体积的变化。看来浮沉子内排开水的多少也许还和深度有关。为了证实这一点，请再把实验继续下去：揭开橡皮膜，用一根细的塑料管（或者是作自行车气门芯用的橡皮管）以虹吸的方法把量筒里的水放出，随着液面逐渐下降，观察浮沉子内气体体积的变化和浮沉子的状态，如图（一）382所示。看到了这些现象以后，请深入地解释浮沉子浮沉的规律。减小压膜，压强增大，空气压缩；此压强传递到浮沉子底部。不变下沉之后，深度增加，压强增大。恢复原状增大膜和空气之间压强减小，此压强传递到浮沉子底部，那里的压强减小。当浮沉子沉入水底不再上浮时，用虹吸管

17、排出量筒中的水，随着水的排出，浮沉子底部压强逐渐减小，浮沉子内的气体体积逐渐增大，浮沉子慢慢地又会浮上来。根据以上分析，浮沉子的沉浮由其内部空气体积大小决定，而这个体积又受两个因素控制：一是浮沉子在水里的深度（在深度为h处水的压强为gh）；二是膜与水面之间的压强，它可以传递到水中，如果这两个压强使浮沉子内空气体积增大，浮沉子所受浮力大于浮沉子所受重力，它就上升，反之则下沉。一种有趣的喷泉我们常见的一种喷泉模型是应用连通器原理设计的，如图（一）391，其喷泉的水柱高度不会超过容器中液面的高度。可是我们在一种金鱼缸里见到的喷泉却超过了液面的高度。原来，这种金鱼缸架在一个柜台的上面，打开柜台的门，可

18、以看到里面分为上、下两层，上、下层各有一个容器，并且还看到有几根玻璃管如图（一）392，可惜由于容器瓶子是深色的，无法看到内部的结构，请你仔细观察一下这种有趣的喷泉装置，把它的内部结构画出来，并分析这种喷泉的原理。如果有条件的话，请利用玻璃瓶、玻璃管、橡皮管、漏斗容器，按照你想象的方案，把它们组装起来，看看是否能产生喷泉？其结构如图（二）39所示。瓶1内空气的压强pp0水gh，其中p0为大气压强。瓶2内空气与瓶1内空气是相通的，故瓶2内空气压强ppp0水gh。根据公式，设瓶2内的水能升高H，则pp0水gH，即p0水ghp0水gH，枚喷泉可以喷的较高，至少高出上面的水面。演示小球向哪个方向运动方

19、法一如果在玻璃杯光滑底面的中部放一只小滑块，让杯子向前做加速运动，你会毫不怀疑地以为小滑块将相对林子做向后的运动。但如果在杯子里装水，按图（一）310的四种情况放入乒乓球，图（a）乒乓球漂浮在正中，图（b）、（C）中用一根细线一端粘牢在杯底，一端系在乒乓球上，（d）为悬挂着适当配重的乒乓球，图（C）、（d）中容器是密闭的，现分别使容器向右做加速运动，或者是向上做加速运动，容器里的乒乓球将如何运动呢？请试一试，再分析一下你看到的现象。当容器向右以加速度a运动时，图（一）310中各球的运动状况如下：（a）中小球相对容器静止；（b）中小球相对容器向右；（C）同（b），向右，（d）中小球相对容器向左偏

20、移。下面作一粗略的分析。容器向右加速运动时，液面将成为左高、右低的状态，如图（二）310（a），稳定后各部分液体不发生相互流动，加速度都等于a，它是由其他部分的水对这部分水的压力差在水平方向的分量产生的。如果在水中放有一乒乓球，它将排开一部分水这个乒乓球所受到的水平方向的力与原来的那部分水受到的力是相同的，虽然乒乓球的加速度大小将由乒乓球的质量来决定。在图（一）310（a）的情况下，因为漂浮物所受浮力（大小为排开的水所受重力）等于物重，所以m球m排水，则a球a排水。在图（b）中，若为一个与乒乓球的形状和大小都相同的水球，它的加速度aFm，但由于乒乓球的质量m球小于同体积水球的质量m，因此a球a

21、，即小球相对容器向前运动，又由于拉线的作用，使小球仅偏转一定的角度达到平衡状态（相对容器）。由图（二）310（b）小球的受力图，可列方程其中Fma，Qmg可解得tgag。对于图（一）310（C）和（d）的情况，分析方法与上相同。图（C）中，m球m，a球a；图（d）中，m球m，a球a，因此可以知道，图（C）中球将向右，图（d）中球将向左偏转一定的角度。容器向上加速的情况，请读者自行分析。演示小球向哪个方向运动方法二找两段玻璃管或两只广口玻璃瓶，一只管内放乒乓球，一只管内放加有铅丸的乒乓球，管内装满了水，并且密闭起来，装配在转台上，如图（一）311所示。手摇转台使平放的玻璃管绕轴转动，看看这两只球

22、各向什么方向运动？你能简单说明它们向那个方向运动的原因吗？分析方法同图（二）310，假设有一个水球放在乒乓球的位置，一水球所受的向心力为F，加速度为a，则Fm水a这个向心力是周围的水对水球产生的作用力。如果把水球换成乒乓球，周围的水对乒乓球的作用力即乒乓球所受的向心力也是F，设乒乓球的加速度为a，则Fm乒a由于水球和乒乓球所受的向心力相等，而m乒m水，所以aa由于乒乓球的加速度a大于水球的加速度a，故乒乓球向里运动。仿照上面的推理可知，加有铅丸的乒乓球，将由于质量大于同体积的水球而向外运动。逆风行舟你听说过逆风行舟的事吗？这似乎不可想象，但事实上如果把握一定的航向和适当控制帆面的位置，是可以做

23、到的。你可以亲自做一做模拟实验。用一个泡沫塑料或木料做一个帆船模型，用一根木棍插入船体作为帆船的桅杆，在桅杆上固定一片用塑料垫板做的帆，在穿过船体的木棍的下端加适当配重（例如螺帽等物），使帆船模型能稳定地浮于水中，在船尾下方固定一个小舵。整个帆船如图（一）。3121所示。实验时，把船的模型放在一只大水槽（水盆）的水中，用电风扇沿着一定的方向对船吹风，适当调整帆面、舵面的位置和船头的方向，使船能侧逆风而前进。如果你实验确有困难，请你用三角板（一角为30的直角三角板）、铅笔和直尺先做如下的实验。把直尺固定在某一位置，将三角板的一个长直角边靠在直尺的边沿上，再用铅笔从侧面前方顶压三角板的斜边，如图（

24、一）3122所示，你将会看到三角板不是向后退，而是沿着直尺前进了，也许你能从这个实验中得到启发，去完成侧逆风行舟的任务。我们先把三角板能够前行的原理作一分析：当用铅笔从侧前方顶压三角板的斜边时，铅笔对三角板的力可以分解为对斜边的压力N和摩擦力f（见图（二）3121），我们又可以把N分解为沿直尺方向的力F1和垂直于直尺方向的压力F2。在摩擦力f比较小时，可以忽略它的影响，则F2将与直尺作用在三角板上的压力平衡，而F1将推动三角板前进。帆船侧逆风前进的理由与上例类似。图（二）3122为俯视图，控制航向，使风从帆面MN的外侧前方吹来，风吹在帆面上的力可以分解为沿帆面的阻力F1和垂直于帆面的力F2，F

25、2又可以分解为沿航向和垂直于航向的力F和F，F主要靠水对船体的横向阻力相平衡，而沿航向的分力F比船体的纵向阻力（包括F1沿航向的分力）大得多，故船可以沿航向向前航行。由上可知，帆船能侧逆风前进。为了达到顶风的目的地，帆船必须不断改变航向，走“之”字形，并不断改变帆的方位，如图（二）3123所示。旗杆上的定滑轮坏了以后假设旗杆上的定滑轮坏了，从定滑轮处挂下了两根绳子，不能再上下移动，如图（一）3131所示。为了把旗帜升到旗杆顶端，而又不能以爬杆的形式让人把旗帜送上去，你能想出什么巧妙的办法吗？做一做下面的实验，也许能对你有所启发。1“爬绳猴”的玩具用一块三夹板或胶木板按图（一）3132所示的形状

26、加工出“猴子”的躯干和四肢部件。加工时使前肢固死在躯干上，使后肢可以绕躯干上的O轴转动。在前肢圆孔中装两根短轴A、B，让细绳从两轴间穿过，并用细橡皮筋把两轴圈在一起，使轴对绳有很小的压力。在后肢的两圆孔中分别装上短轴C、D，让穿过A、B轴间的绳按图中虚绳绕过C、D轴，最后在后肢和躯干之间拴一根橡皮筋EF，使后肢在绳松弛的时候向躯干靠拢，小猴子就完全组装好了。实验时只要把绳的上端固定，在下端用手拉线，使后肢绕O轴逆时针偏转。你可以看到，当后肢伸直到一定程度，绳在A、B轴间打滑，使前肢带着躯干向上移动一段。再使下端的绳松弛，A、B间的绳不再打滑，猴子被悬挂在绳上，其后肢向上弯曲。如此，只要反复用手

27、使下端的绳一紧一松，一紧一松，猴子就向上爬去。在这个有趣的玩具中，你能解释猴子上升的原因吗？你还可把绳的绕法改变一下，如让绳从A、B间穿过，再直接绕过D轴一侧；或者让绳从A、B间穿过，绕过D轴，再绕过C轴，看看绕法改变以后，猴子还能再爬上去吗？试解释能否爬上去的原因。2“铁丝缆车”用镀锌铁丝（直径2毫米左右）按图（一）3133所示的形状弯一个四角带坏的梯形框架，用两根绳各穿过一侧的两个环。将两绳的上端固定，且使悬挂点的距离基本上与梯形框架上短边的长度相等。实验时用双手分别拿住框架下两根绳子的下端，轮流地拽拉左右两根绳子，即将其中一根绳拉紧时，将另一根绳放松，反复拉放，这个“铁丝缆车”就爬上去了。试解释“铁丝缆车”向上升的原因。3能否用特殊的同心滑轮向上转？看图（一）3134，你就知道这是一个杠杆。用手向下拉绳，重物就会上升，但是它上升的高度是很有限的。如果能够随着重物C上升，B点的悬挂绳缩短，A点的拉绳放长，就能实现使重物不断上升的目的。但用什么样的装置才能执行这些功能呢？现在提供一只同心的两重滑轮，两滑轮的直径一大、一小，就像轮轴一样，如图（一）3135所示，你能否想出一个方法来完成上述任务吗？1如图（二）3131所示，当我们用力往下拉绳子时，因为C、D处绳子的包角（绳子与轴的接触部分的角度）大。静