三个探讨性实验

  1. 低盛水皿、烧杯各一个,蜡烛若干支,火柴与水等。
  2. 塑料杯,盐水,烧杯,支撑杆等。
  3. 塑料瓶,细砂及少量大块砂粒,大小与材料都不同物体,如小铜块、纸片、小电珠等.
  4. 其他实验室常用器材。

当发现一个新的实验现象时,不同的人从会不同的理论基础和不同的经验基础出发,往往也会有不同的理解和解释。究竟哪个解释是对的?这一方面可以从理论上进行辩论,而更重要、更有说服力的则是设计其他实验进行验证。这种情况在科学发展史上屡见不鲜,在现今科学研究中也经常发生。本实验提出三个实验现象: (一)蜡烛火焰熄灭后水面升高的现象 (二)水流振荡现象 (三)大小块物体混合摇晃后大块物体在上的现象 要求学生认真观察这些现象,提出自己的解释,并设计实验来验证这种解释,从而提高分析问题、研究问题的能力。

(一)关于蜡烛火焰熄灭后水面升高的现象

  1. 如图1所示, 把一支点燃的蜡烛放入盛水的器皿内,用另一个烧杯罩在蜡烛上 , 当蜡烛火焰熄灭后,会看到烧杯内水面升高的现象吗?
  2. 如果罩在点燃的蜡烛上的烧杯大小不同,对实验现象是否有影响?盛水烧杯内水的多少,对实验现象是否有影响?点燃一支蜡烛或多支蜡烛,对实验现象是否有影响?
  3. 水面升高的原因是什么?这种现象是化学变化还是物理变化?
  4. 如何用实验来证明你的观点?

图 1 火灭水升现象示意图

(二)关于水流振荡现象

  1. 什么是液体的浓度?什么是饱和浓度?
  2. 食盐的饱和水溶液(饱和盐水)的浓度是多少?它的折射率是多少?它是完全透明的吗?肉眼能否分辨纯水和饱和盐水吗?为什么?
  3. 如图2所示,塑料杯内有浓度饱和的盐水,烧杯内有液面高度略低于塑料杯内盐水液面的纯水。若塑料杯的底部有一个小孔,盐水会从塑料杯流入烧杯吗?如果有盐水流入烧杯,能用肉眼看出来吗?为什么?盐水流下后,烧杯中的水还会向上流入塑料杯吗?如果会,这样的反复振荡怎样才会结束?振荡的能量从何而来?振荡的周期与哪些因素有关?
  4. 水流振荡结束后,烧杯与塑料杯中的盐水浓度是否相同?

图 2 水流振荡实验示意图

(三)关于大小块物体混合摇晃后大块物体在上的现象

  1. 你是否见过这样的现象?举例说明之。
  2. 根据你的经验,这种现象是否与物体的密度有关?是否与物体的外形有关?
  3. 产生这一现象的原因是什么?如何设计实验来验证你的结论?

(一)蜡烛火焰熄灭后水面升高的现象

  1. 如图 1 所示,将一支蜡烛放在盛水器皿里,点燃蜡烛后,用一个烧杯罩在点燃的蜡烛上,当蜡烛火焰熄灭时,观察现象。
  2. 解释这个实验现象,并设计一个实验来证明你的观点。

(二)水流振荡现象

  1. 取一只塑料杯,在杯底钻一个0.8毫米左右的孔(1号缝被针刺入约5毫米深度)。
  2. 将支撑杆穿过塑料杯上部,并放在烧杯上,如图3所示。
  3. 在塑料杯内灌入饱和浓度盐水至塑料杯高的一半。
  4. 在烧杯内注水,使液面高度略低于塑料杯内盐水的液面。观察是否因盐水下流而出现盐水柱(如图3所示)。
  5. 观察几分钟,是否可看到(盐)水流上下振荡?测量此时的振荡周期。
  6. 设计实验,研究水流柱上下振荡周期与杯底孔的大小、塑料杯底与烧杯底距离以及与盐水浓度之间的关系。
  7. 解释水流振荡现象,并设计实验来证明你的观点。

图 3 水流振荡现象示意图

(三)大小块物体混合摇晃后大块物体在上的现象

  1. 将细砂放入塑料瓶内,再放入大块砂粒,旋紧瓶盖,如图4所示。
  2. 倒置塑料瓶,并上下左右摇晃塑料瓶,观察现象。
  3. 分析与解释这一现象,并设计几个实验来论证你的观点。

图 4 实验装置示意图

  1. 实验的目的、意义。
  2. 简要介绍本实验涉及的基本原理。
  3. 实验过程的详细记录。
  4. 本实验所设计的思路、设计过程和实验结果。
  5. 制作过程中遇到问题及解决的办法。
  6. 本实验的收获、体会。
  1. 赵凯华. 定性与半定量物理学. 北京:高等教育出版社,1991.
  2. 梁励芬,蒋平. 大学物理简明教程. 上海:复旦大学出版社,2002.
  3. 王连瀛,张成祎译. 物质和能量. 北京:科学出版社,1983.
  4. 徐启华编. 新编趣味物理. 北京:中国农业机械出版社,1984.

我有建议

我有问题

  • exp/sgtt.txt
  • 最后更改: 2007/05/17 08:45
  • (外部编辑)