簡易氣體慣性演示儀的研制

王賽

摘 要：氣體慣性演示儀在中學物理牛頓第一定律實驗教學中有重要應用。但是，迄今為止還沒有演示氣體慣性經(jīng)常用到的廠制儀器。本文介紹一種簡易氣體慣性演示儀的制作方法，該演示儀安全可靠、操作簡單、效果明顯，在課堂教學的使用中，取得了很好的效果。

關鍵詞：牛頓第一定律；慣性；氣體；演示儀

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）10-0017-2

在中學物理牛頓第一定律實驗教學中，為了讓學生加深對“一切物體都有慣性”的理解，需要進行演示實驗、探究實驗和課外實驗等，讓學生觀察與親身感受氣體具有慣性。同時，為了培養(yǎng)學生學習物理的興趣，節(jié)約資金，加強物理實驗教學，鍛煉學生動手能力，也需要師生利用簡易器材，自己動手制作氣體慣性演示儀。

但是，迄今為止還沒有演示氣體慣性經(jīng)常用到的廠制儀器。因此，自制氣體慣性演示儀就成為牛頓第一定律教學的基礎。

1 過去研究中存在的問題

在已經(jīng)發(fā)表的論文中，有一些是介紹氣體慣性演示儀制作的，但是仔細閱讀這類文獻就會發(fā)現(xiàn)：1）多數(shù)選用了殺蟲噴霧劑等金屬材質(zhì)的筒制作。這種筒不是不可以，是難以加工，并且有余味；2）制作步驟不詳細，效果不明顯。小孔的加工沒有具體數(shù)據(jù)，需要制作者從頭摸索；3）使用的薄膜沒有具體說是哪一種，也需要制作者一個一個試驗?；蛘哌x了不理想的材料，導致實驗效果很差。

2 氣體慣性演示儀的制作

2.1 需要的材料

不用的紙質(zhì)圓筒形茶葉筒（直徑10～12 cm，其他類似紙圓筒也都可以，茶葉筒底部選用紙質(zhì)的，便于切割）1個，橡皮筋若干（或者一般固定用的細繩），廢舊橡皮手套（橡皮膜要封緊，有彈性），蠟燭，燭臺（可用一般玻璃杯反過來代替），刻刀，火柴，圓規(guī)等。

2.2 制作方法

步驟一：用圓規(guī)在圓筒形茶葉筒底部中心位置畫出一個直徑3 cm左右的圓（直徑過小不易瞄準，直徑大于4 cm后氣流明顯變小），用刻刀沿所畫圓在茶葉筒底部刻出一個直徑3 cm左右的圓孔，作為出氣口如圖1所示。

步驟二：將已經(jīng)不能正常使用的家用橡皮手套剪開，盡量大一些，作為橡皮膜（如圖2所示）。

步驟三：用橡皮筋將橡皮膜固定在茶葉筒口部，封緊（如圖3所示）。

制作好的圓筒如圖4所示。

步驟四：將蠟燭放在倒置玻璃杯上（如圖5所示）。

3 氣體慣性演示儀的使用

將茶葉筒底部圓孔對準燭焰，輕拍茶葉筒口部橡皮膜，燭焰會抖動，逐漸加力后，可致燭焰熄滅（如圖6、圖7所示）。

操作說明：

1）圓筒底部出氣口離燭焰0.6～1.5 m。

2）一定要讓出氣孔對準燭焰（可先靠近輕彈試試，以便瞄準燭焰，然后往后退至0.6～1.5 m）。

筆者選用上述生活中的簡易器材，按照上述數(shù)據(jù)制作了氣體慣性演示儀。該演示儀安全可靠、操作簡單、效果明顯。在課堂教學中使用，取得了很好的效果。學生說：實驗結(jié)果大大出乎預料，既加深了自己對慣性概念的理解，又激發(fā)了自己的學習興趣，還留下了深刻、難忘的印象。

參考文獻：

[1]陳瑜.利用身邊物品自制教具，提升物理教學效果[J].物理教學探討，2015，33（2）：51—53.

（欄目編輯 趙保鋼）