做功改變物體內(nèi)能實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

唐雙虎

摘? ?要：蘇科版物理教材中介紹做功改變物體內(nèi)能的時候，用了三個小實(shí)驗(yàn)，存在很多的不足。筆者運(yùn)用身邊器材和溫度傳感器制作了氣體做功演示儀，通過溫度傳感器顯示溫度的改變，進(jìn)而說明氣體內(nèi)能的變化，通過打氣筒和氣體推動扇葉轉(zhuǎn)動說明內(nèi)能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，操作起來更簡單、更形象、更直觀，易于理解，效果較佳。

關(guān)鍵詞：做功;內(nèi)能;溫度

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2019）4-0054-2

1? ? 問題的提出

1.1? ? 蘇科版教材關(guān)于做功改變內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)

主要有：反復(fù)彎折鐵絲、空氣壓縮引火儀、點(diǎn)火爆炸裝置三個實(shí)驗(yàn)。

1.2? ? 缺點(diǎn)及不足

（1）做功改變了物體內(nèi)能，內(nèi)能的變化只是定性的，無法進(jìn)行定量的顯示;

（2）三個實(shí)驗(yàn)都存在安全隱患，尤其是空氣壓縮儀和點(diǎn)火爆炸裝置不宜讓學(xué)生操作，學(xué)生的體驗(yàn)感和實(shí)踐能力不足;

（3）空氣壓縮儀里面要放燃點(diǎn)很低的乙醚或硝化棉，不方便，不安全，有異味。

1.3? ? 思考與改進(jìn)

筆者尋找合適的教具一直沒有找到，于是決定自己動手制作，利用身邊器材設(shè)計(jì)出一款演示儀能解決上述不足——?dú)怏w做功演示儀。

2? ? 所需器材

空的帶蓋玻璃瓶、溫度傳感器、氣門芯、打氣筒、橡皮管、小扇葉、夾子、熱熔膠槍、木架一個。

3? ? 制作過程

（1）將玻璃瓶蓋上開三個小孔，分別插入溫度傳感器探頭、橡皮管、氣門芯;

（2）用膠槍將三個小孔周圍空隙膠實(shí)，確保不漏氣;（圖1）

（3）蓋上瓶蓋并擰緊，用膠槍在瓶蓋的周圍打一層膠，確保瓶蓋周圍的氣密性;

（4）打氣筒插在氣門芯上，溫度傳感器顯示屏和橡皮管出氣孔固定在豎直的木板上，在橡皮管出氣口旁邊固定一小扇葉。（圖2）

4? ? 使用及效果

（1）做功前瓶內(nèi)溫度為室溫10.8 ℃;

（2）壓縮氣體做功，瓶內(nèi)溫度上升到11.1 ℃;

（3）繼續(xù)壓縮氣體，瓶內(nèi)溫度繼續(xù)上升到12.2 ℃;

（4）打開橡皮管的夾子，氣體對外做功，扇葉轉(zhuǎn)動，內(nèi)能減小，瓶內(nèi)溫度降低到室溫10.8 ℃。

結(jié)論：

a.壓縮氣體做功，內(nèi)能增大，溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;

b.氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

5? ? 創(chuàng)新之處

（1）溫度傳感器能清晰顯示瓶內(nèi)氣體溫度的改變，即內(nèi)能的增加和減小。

（2）打氣筒打氣過程能使學(xué)生很直觀地明白機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣流推動扇葉轉(zhuǎn)動則說明內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;這就讓學(xué)生能更形象、更深刻地理解做功的過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。

（3）運(yùn)用生活中的廢瓶子、小扇葉、打氣筒等進(jìn)行創(chuàng)新自制教具，學(xué)生亦可參與演示和制作，讓學(xué)生從生活走進(jìn)物理，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉炳昇，李容.物理九上[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

（欄目編輯? ? 王柏廬）

收稿日期：2019-02-13

基金項(xiàng)目：本文為江蘇省宿遷市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“初中物理‘實(shí)驗(yàn)-反思教學(xué)模式的有效建構(gòu)研究”成果之一。

作者簡介：唐雙虎（1980- ），男，教育碩士，中小學(xué)高級教師，主要從事初中物理教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究工作，曾獲江蘇省優(yōu)質(zhì)課評比一等獎，江蘇省基礎(chǔ)教育論文評比一等獎，江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽（科技輔導(dǎo)員組）一等獎和創(chuàng)新樂享專項(xiàng)獎，宿遷市優(yōu)秀教育工作者、中心城市園丁獎、市骨干教師等獎勵和榮譽(yù)。