两则物理实验析疑

物理实验第卷第‘期两则物理实验析疑汪尊伟王兴莲安徽黄山高等专抖学校物理系然不能回到处因此指针不能复原的真正原因是实,,为什么演示阿基米德定律时盆物必须全部漫没水“验者的疏忽和错误不是正常范围内的实验误差气,中,用塑料砂筒演示阿基米德定律时常常发现有些人不能做得完全成功,这个演示实验所用的仪器装置墓国里口图图图因此要确保阿基米德定律演示实验的成功关键,,是做到让重物全部浸于水中部分浸入的演示则用弹簧秤等其它装置为宜,如图其中塑料砂筒为重物它将全部浸没水中,,为小塑料筒的容积等于,的体积即,恰好可装入,本装置设计者的意图很明白全部所排开水,中恰好能装满筒中水的重力其大小为全部浸,筒没水中时定性定量两方面都十分形,所受的浮力,象醒目实验不成功恰恰是忽略了设计者的初衷差错,正在于没有将全部的浸没于水中为什么重物没有浸没水中就不能使实验完全成功让我们分析一,下如图浸入水中前弹簧上指针的原,标记指明始位置标记是将部分浸入水中时弹簧上指针的位置由于的浸入溢水杯中原先装满的水开始从,,溢口流出被小杯接住再将中的水注入中演,,示者将向学生说明所受浮力等于中的水的重力,,将抵消所受的浮力影响使弹簧上的指针回到的,刻度接下来的实验图像便是使实验者尴尬的图,弹簧上的指针并未回到的刻度而是停留在标记,处图表明这时滋水杯口正在向外淌水这是因为杯中,。加入了中的水弹簧上的指针从下降至处故,,又往水中浸入了一部分体积又排出了一部分水这第,二次排出的水的重力等于重物第二次受到的浮力,由于存在这第二次重力浮力的作用弹簧上的指针当,为什么潜水艇实验与浮沉子实验不能互相取代潜水艇实验是流体力学中配合教学必做的演示实验这一实验能形象解释物体在液体中的浮沉条件和规律能从实质上揭示潜水艇或沉或浮或在水面下任,一深度航行的奥秘因它能吸引学生提高学生的兴,趣故广为教师采纳甚至有人在演示完了潜水艇后还,意犹未尽接着做起浮沉子实验来在同一节课里为了验,证一个内容做两个实验似乎能加深学生印象但有一个,问题就是浮沉子与潜水艇实验实质上是否完全相同能,,否互相取代潜水艇的潜水和上浮是靠改变自身的重力来实现的实现这一目的关键装置是潜水艇的水舱潜水艇实,验所模拟演示的正是水舱部分当用压缩空气将舱内水挤排入大海时艇重力减轻上浮当将海水充入水舱,时艇重力增大下潜当控制舱内水量一定使艇重力与浮力相等时艇就在水中任一深度停留或航行潜水艇,实验的一个特征是外界压强是直接加在水舱里的水上的浮沉子的上沉和上浮也是靠改变自身的重力实现的这一点与潜水艇相同但它却具有与潜水艇根本不同的特点图是浮沉子实验原理图实验室中往往取一锉物理实验第卷第‘期用废旧灯管做测平均速度实验张玉华潍仿教育学院物理系在现行物理教材中,测量平均速度用的器材是前端装有滑轮的平面平板和小车但按课本的要求去做,时往往会遇到这样一些问题小车不能沿直线运动,尺如图所示这样就做成了一条非常别致的斜槽道,,轨用市售的玩具玻璃球替代小车玻璃球直径为,的铁丝弯曲成铁夹紧卡在两根,再用直径、这主要是由于小车的四个轮子不平行木板不够平或木纹摩擦力不同造成的将平面板调整为斜面后虽,灯管上来代替小车与之相碰的铁片而且铁丝夹可以,,沿日光灯管前后移动到任意位置这样让小球在两个,然能看到小车在斜面上加速向下运动但有时小车运动速度过快学生还没来得及测量小车就已到了斜面,,底部而如果将斜面坡度降低延长小车运动时间小,,,车又近似作匀速运动速度变化不明显这是这套装置,存在的一些缺点灯管形成的夹缝间作无滑滚动来代替小车在平面板上的运动用以测量小球运动的平均速度实测的一组实,验数据如表表?一‘九一一‘一一一作了以上改进实践证明效果很好实验中同学们清楚,,地看到小球沿灯管斜槽滚下速度越来越快现象十分明显,,同时又能清晰地听到小球的滚动声以及与铁丝夹清脆的碰撞声因此能很容易地用自己带的手表记录时间经学生分组实,,脸证明成功率非常高一一,收稿针对上述问题我们就地取材对测平均速度实验,,作了如下改进用两只废旧日光灯管的灯管长是两端分别用胶带绑紧并在一根长的纸,条上画上刻度粘贴于灯管外侧作为学生观测的刻度,,去尖端露出小口的针药瓶制造浮沉子浮沉子内注入,适量的液体保留一定的空气使它恰好能浮在大玻璃,,筒内液面上当用压缩空气向大玻璃筒内注入时筒内,液面上空气压强增大这压强传递到液体内部各处将,筒内水顺浮沉子尖端开口处压进浮沉子内,使浮沉子重力增大而下沉撤去压缩空气则上浮,气在前者是玻璃简上方的直观上相当于潜水艇实验,中的海面上这在后者是不好解释的因此在改变本,,身重力的方式上浮沉子实验不能代替潜水艇实验它,远没有后者直观形象如上叙述第二个不同处在于浮沉子实验机制完,一、整的解释须综合运用玻义耳马略特定律帕斯卡定,、律阿基米德定律及浮沉条件相对于潜水艇实验而,言不能突出重点还有增加学生疑难之弊,,卜厌第三个不同处在于浮沉子实验的第三步演示,即〔门丫,当浮沉子沉到某一深度时撤去液面上方的压强后也,〔二不再浮起这需要用液体内部压强规律来解释,因此浮沉子实验与潜水艇实验有着本质的不同,,它们不能互相取代用浮沉子辅佐潜水艇教学大可不必而作为整个流体力学内容的综合复习浮沉子实验,,则有它的独到之处一一收稿浮沉子与潜水艇实验第一个不同处在于压缩空

文章来源：《上海公安高等专科学校学报》 网址: http://www.shgagdzkxxxb.cn/qikandaodu/2021/0503/675.html