A. 物理科技小制作,最好有图(高中水平)
简易发电机,可做成风力的。10元钱以内的成本。在元器件专卖店或修理影碟机的地方,买个VCD的主轴电机(不要DVD的。转速太高,发电量不好)。电机进价不超过3元,应该在10元内搞定。
主轴电机买回后,在它的转盘上固定风叶。风叶可用易拉罐自制,。但是一定要做平衡,角度匀称,不要让它转的不平稳。事先在电机引线上接上100欧姆电阻,和高亮度发光二极管串联起来形成回路。一定要注意电机的旋转方向。从转盘看去,顺时针方向转动时,红线为“发电机”正极输出端。调整风叶角度使它符合条件,风力发电机模型就竣工了!图片是网上的,稍加改动,将易拉罐底部粘在电机转盘上,调整风叶角度,让发电机在风力下顺时针转动就行了。
小孔成像
简单的东西是找两个大小相差不多的牙膏盒,把大点的一个去掉一个底,在没有去掉的底上用针钻一个小孔,小点的一个两个底都去掉,一端蒙上半透明的纸(塑料袋也行),把小牙膏盒套进大牙膏盒中,小孔成像像机就做成功了.
剪去易拉罐的上部,蒙上一层塑料膜,在罐底钻一个小洞。将小洞向外对着发光物体,即可在塑料膜上得到倒立的像。
不倒翁
1。将一个乒乓球从中间剖开,取其中一半备用,把乳胶与细砂混合后装入半球中填满,晾干待用。
2.取硬纸卷成圆锥桶状粘牢。
3.将粘牢的圆锥桶的底面与半球的断面牢。
4.在粘好的作品外面涂上预先想好的图案。
:橡皮筋吉他
材料:几根粗细不同的橡皮筋,一个纸盒,两根木条
制作方法:把木条放在纸盒两侧,把粗细不同的橡皮筋有规律的捆在纸盒和木条上。
比较一下,是绷得较紧还是放松的橡皮筋音调高?是粗橡皮筋还是细橡皮筋的音调高?
你能否用实验结果解释:“为什么胡琴,提琴等弦乐器能发出不同音调的声音”
小制作-水管跷跷板
1.材料
粗细均匀、直径3厘米、长度40厘米的硬塑料管一根;粗细与塑料管相当,长度5厘米的软木棍一根;软木塞两个;薄铁片两块;缝衣针一根。
2.制作工具
小钢锯、剪刀、锥子、刀子各一把。
3.制作步骤
①把塑料管从中间截开,分成长度相等的两段,并在每段管的上下各钻一个小孔。然后用5厘米长的软木棍把两段管连起来,用缝衣针从软木棍中部穿过,如图1。
②用薄铁片剪成两个支架和两个小人,将小人固定在塑料管两边,如图2。
③向管内注满水并用软木塞塞住,将缝衣针放在支架上,调节此管在支架上平衡。此时水从管下面小孔有节奏地流出。
这时候,只要按下跷跷板的一端,跷跷板就会自动地翘起落下,两边的水轮流地滴出来,直到水全部滴完为止。注意,请把它放在一个盆里,以免水弄湿桌子。想一想它为什么会自动地翘起落下。
制作橡皮筋测力计
取等长等粗的橡皮筋三、四根,把它们的两端用细线扎在一起。再仿照弹簧测力计的装置,选一块长方形的小木板,贴上白纸,用它作为悬挂橡皮筋的支架。支架上方钉一个小钉子。橡皮筋的上端就挂在这个钉子上。在橡皮筋下端扎线处拴一根横放的小铁丝作指针。在支架的白纸上,画出铁丝的原始位置。用几个质量已知的小螺丝帽作砝码。实验时,先将一个螺丝帽挂在橡皮筋的下端,在支架的白纸上用横线画出铁丝的位置。随后再挂2个、3个……画出若干横线。算出每条横线代表的力的大小。这就做成了一个橡皮筋测力计。
B. 设计性物理实验气垫导轨测重力加速度
【试验目的】:
1.研究测重力加速度的方法;
2.测量本地区的重力加速度。
【实验原理】:
当气轨水平放置时,自由漂浮的滑块所受的合外力为零,因此,滑块在气轨上可以静止,或以一定的速度作匀速直线运动。在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为 的挡光板,当滑块经过设在某位置上的光电门时,挡光板将遮住照在光敏管上的光束,因为挡光板宽度一定,遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比,测出挡光板的宽度 和遮光时间 ,则滑块通过光电门的平均速度为:
若 很小,则在 范围内滑块的速度变化也很小,故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。 越小,则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度,显然,如果滑块作匀速直线运动,则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等,毫秒计上显示的时间相同,在此情形下,滑块速度的测量值与 的大小无关。
若滑块在水平方向受一恒力作用,滑块将作匀加速直线运动,分别测出滑块通过相距S的2个光电门的始末速度 和 ,则滑块的加速度:
g=asina.
【待测物理量】:
V〈物体运动速度〉、a〈物体运动加速度〉、g〈本地区的加速度〉、 、 、 〈物体在两光电门之间的运动时间〉.
【实验仪器及其使用介绍】:
气垫导轨、数字毫秒计、滑块、游标卡尺、垫块。
一、气垫导轨
气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。实物如右图所示:
它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出,在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上,与轨面脱离接触,因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动,极大地 减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。配用数字计时器或高压电火花计时器记录滑行器在气轨上运动的时间,可以对多种力学物理量进行测定,对力学定律进行验证。
1、导轨
导轨是用三角形铝合金材料制成。可以调整其平直度,常把它用螺丝固定在工字钢上,导轨长1.50~2.20 m,两侧面非常平整,并且均匀分布着许多很小的气孔。导轨一端封闭,上面装有定滑轮,另一端有进气嘴,通过皮管与气源相连。当压缩空气进入导轨后,从小气孔喷出,在导轨和滑块之间形成空气层,导轨和滑块两端都装有缓冲弹簧,使滑块可以往返运动。工字钢底部装有3个底脚螺丝,用来调节导轨水平,或将垫块放在导轨底脚螺丝下,以得到不同的斜度。
2、滑块
图2-13 滑块装置
滑块是在导轨上运动的物体,一般用角铝制成,内表面经过细磨,能与导轨的两侧面很好的吻合。当导轨中的压缩空气由小孔喷出时,垂直喷射到滑块表面,它们之间形成空气薄层,使滑块浮在导轨上(图2-13)。根据实验要求,滑块上可以安装挡光板、重物或砝码。滑块两端除可装缓冲弹簧外,也可装尼龙搭扣及轻弹簧。
3、光电转换装置
图2-14 光电转换装置
光电转换装置又称光电门,由聚光灯泡和光敏管组成(图2-14)。聚光灯泡的电源由数字毫秒计供给, 图2-14光电转换装置只要接通毫秒计电源开关,聚光灯泡即可点亮,发出的光束正好照在光敏管上,光敏管与数字毫秒计的控制电路连接。当光照被罩住时,光敏管电阻发生变化,从而产生一个电信号,触发毫秒计开始计时;当光照恢复或光照又一次被遮住(视数字毫秒计的工作状态而定),又产生一个电信号,使毫秒计停止计时。毫秒计显示出一次遮光或两次遮光之间的时间间隔。
4、注意事项
气轨是一种高精度实验装置,导轨表面和滑块内表面有较高的光洁度,且配合良好。因此,各组导轨和滑块只能配套使用,不得与其他组调换,实验中要严防敲碰、划伤导轨和滑块(特别是滑块不能掉在地上);不得在未通气时就将滑块在导轨上滑动,以免擦伤表面;使用完毕,先将滑块取下再关气源;导轨和滑块表面有污物或灰尘时,可用棉纱沾酒精擦拭干净;导轨表面气孔很小,易被堵塞,影响滑块运动,通入压缩空气后要仔细检查,发现气孔堵塞,可用小于气孔直径的细钢丝轻轻捅通;实验完毕,应将轨面擦净,用防尘罩盖好。
二、数字毫秒计
数字毫秒计时器简称为数字毫秒计。
是一种能够准确测量横断时间间隔的及时毫秒计,测量的最短时间间隔可达到百万分之一秒(0.1ms)。实验室通常配用的是JSJ_3A型的数字毫秒计,它采用cmos集成电路,利用石英晶体稳定的震荡特性产生10kz电脉冲,即每秒钟内产生一万个脉冲,两个脉冲之间的间隔是一万分之一秒。我们把相邻脉冲的时间间隔称之为时基。振荡经分频后,除保留10kz脉冲外,还得到1kz电脉冲。由三者构成时基脉冲信号(即时基分别为0.1ms,1ms和10ms)。用这些脉冲在开始计数和停计数的时间间隔内推动计数器计数,即一个脉冲一个数。从停止到计这一段时间计数器的所记的数由显示窗口显示出来。由此得时间为数字窗显示的数值乘以时基。实物如右上图所示:
JSJ——3A数字毫秒计面板如右图所示,
其各建名称及其功能如下:
控制方式选择开关:该开关上标有“机控”·“光控”。机控是指用机械接触来控制开关的通与开,从而控制毫秒机的及时与停机;光控是指用光信号控制计时与停计。本实验用光控及时方法,即测量须将选择开关拔至光控一端。
计时方式选择开关:开关上标有“A”和“B”。选择开关置于A时,毫秒计的计时时间显示的时光照被遮挡时开始计时,遮挡结束时计时停计。当选择开关置于B时,毫秒级显示的是光敏管被两次遮挡的时间间隔,即迈着当任何一只光敏管时,计时开始,当任何一只光敏管被又一次遮挡时,及时停止。
清零方式选择开关:为了便于读出计时结果,根据测量的不同需要,毫秒计数字的时间可以长久保留,也可以短暂保留。当清零方式选择开关置于“手动”位置时,数字窗中显示的时间数字,只有在按动手动复位按钮放可消除。否则会长时间保留下去,并会累加到毫秒计以后的时间数字上。当该选择开关置于“手动”位置时,数字窗中显示的时间数字经过一定时间间隔后会自动回零。
延时按钮:当清零方式选择开关置于“手动”位置时,数字窗中显示的时间数字保留的时间长短由此按钮控制。旋转此钮时,显示时间的长短在0~3s间连续可调。
手动复位:当轻灵方式选择开关置于0.1s,1ms,10ms三种,由测量需要而选择适当档位。时基补通,对应显示数字所代表的时间长短不同,其仪器的最大误差也不同。例如,数字窗中显示数为2677,对于时基为0.1ms,时间为2677×0.1ms=267.7ms,为0.1ms;而对于时基为1ms,则时间为2667×1ms=2667ms,为1ms。
注意:在轨道没有充气的情况下,不要将滑块拿下或取下,更不要在导轨上滑动滑块!
C. 高中物理实验室里如何自制太阳能电池板
理解为使用太阳能电池板制作发电装置,而不是制作电池板。你应该再问一下你们老师是不是这样。不要说高中物理实验室了,就是大学实验室也够呛。
D. 求六七项适合高中学生在学校实验室或家中完成的物理、化学、生物拓展实验或小制作。
一,物理实验
1,神奇的牙签
思考:放在水里的牙签,会随着放在水里的方糖游动,还是随着放在水里的肥皂游动?
材料:牙签、一盆清水、肥皂、方糖
操作:
1. 把牙签小心地放在水面上。
2. 把方糖放入水盆中离牙签较远的地方。牙签会向方糖方向移动。
3. 换一盆水,把牙签小心地放在水面上,现在把肥皂放入水盆中离牙签较近的地方。牙签会远离肥皂。
讲解:
当你把方糖放入水盆的中心时,方糖会吸收一些水分,所以会有很小的水流往方糖的方向流,而牙签也跟着水流移动。但是,当你把肥皂投入水盆中时,水盆边的表面张力比较强,所以会把牙签向外拉。
创造:请你试一试,如果将糖和肥皂换成其它物质,牙签会向哪个方向游去
2,胡椒粉与盐巴的分离
思考:不小心将厨房的佐料:胡椒粉与盐巴混在了一起,用什么方法将他们分离开呢?
材料:胡椒粉、盐巴、塑料汤勺、小盘子
操作:
1、将盐巴与胡椒粉相混在一起。
2、用筷子搅拌均匀。
3、塑料汤勺在衣服上摩擦后放在盐巴与胡椒粉的上方。
4、胡椒粉先粘附在汤勺上。
5、将塑料汤勺稍微向下移动一下。
6、盐巴后粘附在汤勺上。
讲解:
胡椒粉比盐巴早被静电吸附的原因,是因为它的重量比盐巴轻。
创造:
你能用这种方法将其他混合的原料分离吗?
3,有孔纸片托水
思考:有孔的纸为什么能拖住水?
材料:瓶子一个、大头针一个、纸片一张,有色水一满杯
操作:
1、在空瓶内盛满有色水。
2、用大头针在白纸上扎许多孔。
3、把有孔纸片盖住瓶口。
4、用手压着纸片,将瓶倒转,使瓶口朝下。
5、将手轻轻移开,纸片纹丝不动地盖住瓶口,而且水也未从孔中流出来。
讲解:
薄纸片能托起瓶中的水,是因为大气压强作用于纸片上,产生了向上的托力。小孔不会漏出水来,是因为水有表面张力,水在纸的表面形成水的薄膜,使水不会漏出来。这如同布做的雨伞,布虽然有很多小孔,仍然不会漏雨一样。
4, 手绢的秘密
思考:在水龙头下把手帕撑开摊平,打开水龙头,水是不是透过手帕而流下去呢?
材料:玻璃杯1个、手帕1条、橡皮筋1条
流程:
1、 把手帕盖住杯口,用橡皮筋绑紧。
2、 让水冲在手帕上。
3、 水流进杯子里约七、八分满后关闭水龙头。
4、 杯口朝下,把杯子迅速倒转过来。
说明:
1、 从杯子上面冲水时,水会透过手帕流入杯内。
2、 杯子倒转过来时,由于大气压力的关系,水不会流出来。
延伸:
如果盖住杯口手帕的布料不同(例如棉布或是毛巾、麻布),水的进出情形会怎样呢?
二,化学实验
1,烧不坏的手帕 ,
用火烧过的手帕居然完好无损?
实验:把棉手帕放入用酒精与水以1:1配成的溶液里浸透,然后轻挤,用两只坩埚钳分别夹住手帕两角,放到火上点燃,等火焰减小时迅速摇动手帕,使火焰熄灭,这是会发现手帕依旧完好如初。
原理:燃烧时,酒精的火焰在水层外,吸附在纤维空隙里的水分吸收燃烧热而蒸发,手帕上的温度达不到纤维的着火点,因而手帕烧不坏。
2,雪球燃烧 ,
雪球也能燃烧?
燃烧的当然不是真正的雪球,而是把醋酸钙溶液放到酒精中析出的醋酸钙就像白雪一样,制成球状,点燃即燃烧。
实验:20毫升水加7克醋酸钙,制成饱和醋酸钙溶液,加到100毫升95%的酒精中,边加边搅拌,就析出像雪一样的固体。
3,空杯生烟 ,
空的杯子里冒出白烟?
实验:两只洁净干燥的玻璃杯,一只滴入几滴浓盐酸,一只滴入几滴浓氨水,转动杯子是液滴沾湿杯壁,随即用玻璃片盖上,把浓盐酸的杯子倒置在浓氨水的杯子上,抽去玻璃片,逐渐便能看到满杯白烟。
4,小木炭跳舞 ,
取一只试管,里面装入3一4克固体硝酸钾,然后用铁夹直立地固定在铁架上,并用酒精灯加热试管。当固体的硝酸钾逐渐熔化后,取小豆粒大小木炭一块,投入试管中,并继续加热。过一会儿就会看到小木炭块在试管中的液面上突然地跳跃起来,一会儿上下跳动,一会儿自身翻转,好似跳舞一样,并且发出灼热的红光,有趣极了。请你们欣赏一下小木炭优美的舞姿吧。你能回答小木炭为什么会跳舞吗?
原来在小木炭刚放入试管时,试管中硝酸钾的温度较低,还没能使木炭燃烧起来,所以小木炭还在那静止地躺着。对试管继续加热后温度上升,使小木炭达到燃点,这时与硝酸钾发生激烈的化学反应,并放出大量的热,使小木炭立刻燃烧发光。因为硝酸钾在高温下分解后放出氧来,这个氧立刻与小木炭反应生成二氧化碳气体,这个气体一下子就将小木炭顶了起来。木炭跳起之后,和下面的硝酸钾液体脱离接触,反应中断了,二氧化炭气体就不再发生,当小木炭由于受到重力的作用落回到硝酸钾上面时,又发生反应,小木炭第二次跳起来。这样的循环往复,小木炭就不停地上下跳跃起来。
5,白糖变“黑雪”
白糖,是大家经常食用的一种物质,它是白色的小颗粒或粉未状,象冬天的白雪。然而,我却能将它立刻变成“黑雪”。如果你不信,那就请看下面的实验吧。在一个200毫升的烧杯中投入5克左右的白糖,再滴入几滴经过加热的浓硫酸,顿时白糖就变成一堆蓬松的“黑雪”,在嗤嗤地发热冒气声中,“黑雪”的体积逐渐增大,甚至满出烧杯。白糖顿时变成了
‘黑雪”,真有意思,谁知道这里的奥妙在什么地方?
原来白糖和浓硫酸发生了一种叫做“脱水”的化学反应。浓硫酸有个特别古怪的爱好,就是它与水结合的欲望特别强烈,它充分利用空气中的水分,就是其他物质中的水分它也不放过,只要一相遇,它就非得把水夺过来不可。白糖是一种碳水化合物(C12H22O11),当它遇到浓硫酸时,白糖分子中的水,立刻被其夺走,可怜的白糖就剩下炭了,变成了黑色。浓硫酸夺过水为己有之后,并不满足,它又施展另外一个本领一氧化,它又把白糖中剩下来的炭的一部分氧化了,生成了二氧化碳气体跑出来。
C+2H2SO4=2H2O+2SO2+CO2
由于反应后所生成的二氧化碳和二氧化硫气体的跑出,所以体积越来越大,最后变成蓬松的“黑雪”。在浓硫酸夺水的“战斗”中,是个放热过程,所以发出嗤嗤的响声,并为浓硫酸继续氧化碳的过程提供热量。
三,生物实验
1,植物叶脉标本的制作方法
药品:
NaOH(具强腐蚀性,使用时应特别小心)、Na2CO3、双氧水(或漂白粉)、染料。
器材:
烧杯、电炉、大号镊子、牙刷、塑料盘子、玻璃棒、小塑料桶、吸水纸(或草纸)
操作步骤:
1、 选材:选取叶质较厚、大小适中、叶面平整、叶脉丰富的叶片(如桂花叶、菩提叶),用清水洗净备用。
2、 配制溶液:称取35gNaOH和25gNa2CO3放入烧杯中,加入1L水混溶,使之溶解,制成溶液。
3、 加热:把溶液放到电炉中加热,近沸时把叶片浸入溶液内,此时把电沪温度调低些,边加热边搅拌;加热时间长短要根据叶片而定,可以过两三分钟取一片子出来观察,直至叶片变成褐色(或叶肉有脱落)即可。
4、 漂洗:停止加热,用镊子取出叶片,放入盛有清水的小塑料桶中漂洗干净(一般在两次以上)
5、 刷洗:将叶片放在塑料盘子中,加入一层水,把牙刷打斜(与水平面大约成45度角),顺叶脉轻轻地刷净地肉,刷时注意:只向一个方向刷(绝对不能来回刷),以免将叶脉刷坏。刷时先从背面开始,刷净背面再刷正面,主叶脉边沿处可用敲出法。刷洗干净后放到吸水纸(或草纸)上晾干。
6、 漂白:用20%的双氧水(或漂白粉)漂白叶脉。
7、 染色绘图:可以用红药水、紫药水、品红和染料等对叶脉进行染色,也可以在叶脉上绘图。
8、 粘贴、过胶:晾干后,可用纸粘住,过胶保存。 ,
2,不用土也能种番茄
目前,全世界人口已有五十多亿。据估计到本世纪末,世界人口可能达
到六十一亿,二十一世纪末要大大超过一百亿。而耕地面积却增加不了多少。
因此寻求一种不用土壤的栽培方法,就引起各国科学家的重视。现在全世界
已经有三个国际机构,一百三十多个研究机关正在专门从事这项工作。
在美国,许多家庭用这种方法提供了大部分食用蔬菜。他们用40 瓦日光
灯作光源,建立了家庭小菜园,随时可以吃到新鲜的蔬菜。不少城市居民的
窗台、阳台、平顶屋顶、走廊以及室内空闲地方,都广泛地应用无土壤的溶
液培养法种植各种花草、树木和蔬菜。因此人们把楼房里、屋顶上的无土“耕
地”叫做“新型耕地”。它为增加今后的耕地面积展现了前景。这种不用土
壤,只用营养液的栽培方法叫做溶液培养法,或者叫无土栽培法。
你也可以亲手做做这种无土栽培的溶液培养试验,方法很简单:
先制备土壤溶液。找一个旧脸盆(或旧水桶),在盆里装上三分之一的
肥沃土壤。然后,加入半脸盆的水,进行充分的搅拌,使水变得非常混浊。
最后把盆静放一天,这时候,脸盆里的水又变得澄清了。把这些澄清的水慢
慢地倒在一个容器里,这种水就叫土壤溶液(或土壤提取液),在土壤溶液
中含有植物生长发育需要的各种矿物质。
瓶栽植物。找来三个大口瓶,一号瓶装入冷开水,二号瓶装入土壤溶液,
三号瓶装上土壤。然后,从城里挑选三棵大小基本相同的西红柿幼苗(也可
以用当地的其他植物幼苗),把它们从地里挖出来,连土坨一起放在水盆里
浸泡二十分钟。在水里,把根系上的泥土轻轻的抖掉(千万不要损伤幼根),
再把这三棵幼苗分别用弹簧秤(或小秤)称一称,并记录下来。然后,把这
三棵幼苗分别栽倒三个大口瓶里,用硬纸壳做个瓶盖,盖好。硬纸壳盖中间
的小孔要比幼苗茎杆大一些,周围可以用棉花把幼苗塞紧。然后,把它们都
放在向阳的地方。一号瓶,每隔五天换一次冷开水,二号瓶,每隔五天换一
次土壤溶液,三号瓶,要适时浇水。
过几天后,就会看到:一号瓶的幼苗会枯萎、死掉。二三号两瓶里的幼
苗正常地生长。这样生长一个月的时候,把这两棵苗分别取出来(三号瓶苗
从土里挖出来时,小心地把根上的土粒洗干净),再称一称。结果你会发现,
它们几乎没有什么差别。如果你有兴趣的话,还可以把它们换到较大的盆里,
继续观察它们的生长发育和开花结果情况,看看它们是否有差别。你会同样
得出无差别的结论。这个试验可以说明,植物是吸收溶解在土壤溶液里的营
养物质来生活的。
如果有条件的话,你还可以用化学试剂配成营养溶液,来代替土壤溶液
作试验。试剂的名称和用量见下页表:
名 称 用 量 名 称 量
硝酸钙0.8 克 尿素0.2 克
硝酸钾0.2 克 食盐0.2 克
硫酸镁0.2 克 磷酸铁微量
磷酸二氢钾0.2 克 冷开水1000 毫升
试验结果,你会发现化学试剂里生长的植物和土壤里生长的植物一样健
壮。
现在有些国家已经用化学试剂配成营养溶液,在工厂里栽培农作物了。
据报道,世界上已经建立起五座蔬菜工厂,它们一般都用营养液代替土壤,
用灯光代替阳光。
第一座是七十年代初在丹麦建立的克利思顿森农场,生产嫩芽和水芹。
种子种在培养盘上面,培养盘在传送带上水平移动。作物从播种到收获要随
传送带走九十米的路程,共需要六天。
第二座是澳大利亚的鲁斯那公司建造的,工厂是个八层大楼,采用立体
移动方式栽培。生产马铃薯、圆辣椒和莴苣。
第三座是美国的通用电气公司建造的,生产莴苣、马铃薯。它比露天土
地载培的产量高出五十倍。
第四座是美国通用研磨公司建造的,产量是露地的一百倍。
第五座是霍依塔克公司建造的,产量也是露天土壤栽培的一百倍。
你看,这种新型的无土栽培法生产,前途多么广阔啊。
E. 急需“高中趣味物理实验” 含步骤,方法
喷泉实验的基本原理是:气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够的压强差(负压),则打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。为了解决这个问题,我们想起影响气压的几个因素。根据克拉伯龙方程:PV=nRT,推出P=(nRT)/V (R为常数)。要使P变小,可改变n、T、V中的一个变量。所以减小气压的方法有三种:①减少气体的物质的量(n);②降低气体的温度(T);③增大气体的体积(V)。减少气体的物质的量有两种方法:物理方法与化学方法。物理方法可把气体抽走或物理溶解,化学方法可通过化学反应或化学溶解;降低气体的温度,我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底,也可以把装置转移入较低温的环境;而增大气体的体积,可以采取,升高温度(如,用热水浇注或热毛巾放于瓶底)或改变容器的体积的方法。
对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度、吸收液的种类有关。①气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响。如,易溶于水的气体、在水中溶解度不大的气体、难溶于水的气体;由于它们在水中的溶解度不一样,从而就使得压强的减少不一样,是喷泉能否产生以及喷泉大小的关键。②吸收液的种类也会对喷泉的形成产生影响,不同的吸收液,与气体之间能否反应、气体在其中溶解度的大小,都决定了喷泉实验的成败。
通过分析喷泉实验的原理和条件,我们总结出了喷泉实验成功的关键是:①盛气体的烧瓶必须干燥,否则甁中有液体,会使瓶口留下空气,形成的喷泉压力不大(喷泉”无力”);②气体要充满烧瓶;③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
1.喷泉的计算
根据充入烧瓶中液体的体积可以计算烧瓶内所盛气体的纯度或平均式量。
2.喷泉的设计
关键是如何使烧瓶内的气体大量地减少。
制作方法:取一玻璃瓶,瓶口塞入一打孔胶塞。塞孔中插入一尖嘴玻璃管,外端套一胶管.
使用方法:用注射器从瓶内抽气若干次,然后用弹簧夹夹紧胶管。将玻璃瓶倒置于水槽中。去掉弹簧夹,则见有水经胶管从玻璃管尖嘴喷出,形成喷泉.
喷泉实验是一个富有探索意义的实验,在高中化学教学中具有重要的地位。实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉(如图1)。这类实验的要求是:①装置气密性良好;②所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。能进行喷泉实验的物质通常有以下几组:
气体(a)
液体(b)
液体(c)
3.形成喷泉的组合
(1)UTP(常温常压下),NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。
(2)酸性气体与NaOH(aq)组合能形成喷泉,例如CO2与NaOH,SO2与NaOH等。
(3)有机气体与有机溶剂组合也能形成喷泉。
(4)O2、N2、H2 等不溶于水的气体,设计一定实验条件将其反应掉,也能形成喷泉。
1.NH3
水
水
NH3溶解度为1:700
2.HCl
水
水
HCl溶解度为1:500
3.NO2
水
水
3NO2+H2O=2HNO3+NO(不能充满)
4.SO2
水
水
SO2+H2O←=→H2SO3
5.CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
6.SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
7.Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
注意:虽然NO2与SO2在水中溶解度较小,但只要滴管中的水加多即可,就是让相同体积的气体溶与更多水中,从而使烧瓶 内外形成气压差,从而形成喷泉。
F. 有没有什么在家就能做的物理实验最好牛一点的,我是高中生。谢谢
富兰克林的故事
1746年,一位英国学者在波士顿利用玻璃管和莱顿瓶表演了电学实验.富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演,并被电学这一刚刚兴起的科学强烈地吸引住了.随后富兰克林开始了电学的研究.富兰克林在家里做了大量实验,研究了两种电荷的性能,说明了电的来源和在物质中存在的现象.在十八世纪以前,人们还不能正确地认识雷电到底是什么.当时人们普遍相信雷电是上帝发怒的说法.一些不信上帝的有识之士曾试图解释雷电的起因,但都未获成功,学术界比较流行的是认为雷电是“气体爆炸”的观点.
在一次试验中,富兰克林的妻子丽德不小心碰到了莱顿瓶,一团电火闪过,丽德被击中倒地,面色惨白,足足在家躺了一个星期才恢复健康.这虽然是试验中的一起意外事件,但思维敏捷的富兰克林却由此而想到了空中的雷电.他经过反复思考,断定雷电也是一种放电现象,它和在实验室产生的电在本质上是一样的.于是,他写了一篇名叫《论天空闪电和我们的电气相同》的论文,并送给了英国皇家学会.但富兰克林的伟大设想竟遭到了许多人的嘲笑,有人甚至嗤笑他是“想把上帝和雷电分家的狂人”.
富兰克林决心用事实来证明一切.1752年6月的一天,阴云密布,电闪雷鸣,一场暴风雨就要来临了.富兰克林和他的儿子威廉一道,带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带.富兰克林高举起风筝,他的儿子则拉着风筝线飞跑.由于风大,风筝很快就被放上高空.刹那,雷电交加,大雨倾盆.富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线,父子俩焦急的期待着,此时,刚好一道闪电从风筝上掠过,富兰克林用手靠近风筝上的铁丝,立即掠过一种恐怖的麻木感.他抑制不住内心的激动,大声呼喊:“威廉,我被电击了!”随后,他又将风筝线上的电引入莱顾瓶中.回到家里以后,富兰克林用雷电进行了各种电学实验,证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质.富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说,在他自己的这次实验中得到了光辉的证实.
风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界的名声大振.英国皇家学会给他送来了金质奖章,聘请他担任皇家学会的会员.他的科学著作也被译成了多种语言.他的电学研究取得了初步的胜利.然而,在荣誉和胜利面前,富兰林没有停止对电学的进一步研究.1753年,俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验,不幸被雷电击死,这是做电实验的第一个牺牲者.血的代价,使许多人对雷电试验产生了戒心和恐惧.但富兰克林在死亡的威胁面前没有退缩,经过多次试验,他制成了一根实用的避雷针.他把几米长的铁杆,用绝缘材料固定在屋顶,杆上紧拴着一根粗导线,一直通到地里.当雷电袭击房子的时候,它就沿着金属杆通过导线直达大地,房屋建筑完好无损.1754年,避雷针开始应用,但有些人认为这是个不祥的东西,违反天意会带来旱灾.就在夜里偷偷地把避雷针拆了.然而,科学终于将战胜愚昧.一场挟有雷电的狂风过后,大教堂着火了;而装有避雷针的高层房屋却平安无事.事实教育了人们,使人们相信了科学.避雷针相继传到英国、德国、法国,最后普及世界各地.
富兰克林对科学的贡献不仅在静电学方面,他的研究范围极其广泛.在数学方面,他创造了八次和十六次幻方,这两种幻方性质特殊,变化复杂,至今尚为学者称道;在热学中,他改良了取暖的炉子,可以节省四分之三燃料,被称为“富兰克林炉”;在光学方面,他发明了老年人用的双焦距眼镜,戴上这种眼镜既可以看清近处的东西,也可看清远处的东西.他和剑桥大学的哈特莱共同利用醚的蒸发得到负二十五度(摄氏)的低温,创造了蒸发致冷的理论.此外,他对气象、地质、声学及海洋航行等方面都有研究,并取得了不少成就.
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了.
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹.苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到.但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上.
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞.若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑.大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质.因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪.
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪.这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇.就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报.这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分.
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体.利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中.
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了.但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼.那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然.
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”.
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类.萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同.萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高.因此,生物光是一种人类理想的光.
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部.这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成.发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质.在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光.萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程.
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化.近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素.由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯.由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作.
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用.
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 .人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”.
各种电鱼放电的本领各不相同.放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗.中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物.
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官.这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的.由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样.电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板.单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了.
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣.19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池.因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”.对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那幺,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决.
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴.”生物的行为与天气的变化有一定关系.沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临.
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了.这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了.
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲.这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感.仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声.
仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官.把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度.这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义
G. 实验在物理学中的地位以及如何自己动手自制实验仪器
自制教具,是教师在实验条件有限的情况下或者根据课本的相关实验设计自制出的能用于教育教学的器件。他不仅能提高教师的业务水平,同时也能解决传统教学当中没有实验器材时教师只是靠单纯讲解和学生想象实验情景的情况,为学生创造了感性认识的条件基础。物理学是一门以实验为基础的自然科学,没有物理实验就没有物理学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。传统物理教学只注重传播知识,却没有注重实验对学生的能力、技能和思想的教育。而在西部少数民族地区,课本上要求的学生实验绝大部分都是无法完成。因此,大部分学生虽然学习了物理知识,却缺乏面对实际问题时怎样解决问题的能力和技能。这样,学生走出校门之后也只能是纸上谈兵,毫无用武之地。演示实验是利用课堂时间,以教师为主要操作者的表演示范实验。把要研究的物理现象展示在学生的眼前,引导学生观察思考,配合讲授或穿插学生讨论等方式使学生认识物理概念和规律,或者通过演示引导和示范作用,为学生独立训练创造条件。然而,教师个人自制的教具不可能满足一个或几个学生用一台教具来进行实验探究。所以,自制教具在教学当中主要用于演示实验,其地位和作用主要体现在以下几个方面。1、自制教具能够促进物理教师对专业知识的研究和教师根据教具的功能使用方法在课堂上设定出许多新颖的教学情景和教学环节。在进行演示实验教学时能够激发学生的求知欲望,很多情况下学生认为物理难学,主要原因之一是太抽象。而实验具有真实、形象、生动的特点。如果教师能适当利用演示实验中的情景引导学生从正确的方向去思考,就可以把一堆抽象的概念、规律变为生动有趣的内容,多数学生都会容易的弄明白。教师非常了解自己自制的教具的功能和使用方法,教师就可以根据学生的认识规律设定教学的先后情景。首先,增强学生的感性认识,让学生注意观察实验现象。其次,在引导学生从实验当中去思考问题认识问题总结出相关规律。最后,将规律放回到实验当中来检验、应用。按照认识论的观点,就是由感性认识到理性认识再回到实践中检验、应用。演示实验直观具体、形象生动、新鲜刺激,其教学从感性到理性,从具体到抽象,从简单到复杂,符合学生的认知规律,容易激发学生浓厚的兴趣和强烈的求知欲望。2、自制教具就是在锻炼教师的思维能力,并且在演示实验教学中将思维能力很好的转移给学生,让学生思维能力得以发展。演示实验是发展学生能力的重要途径,由于演示实验中教师的可以控制特点很突出。教师能够有意识地选择和设计实验的内容和程序,得心应手地把需要观察的现象展示出来。通过演示实验,引导学生从观察和测量的结果来认识物理现象和物理过程,找出物理现象的特征以及产生这一物理现象的条件进行思考、总结。因此,教师在自制教具锻炼自己思维的同时,也在设计了演示实验中怎样对学生进行思维上的培养。3、自制教具能提高教师的创新能力,同时教师在进行演示实验时使用自制教具也能很好的培养学生的创造能力。自制教具是教师个人根据自己所设计的方案来设计的能够很好完成实验的器件,他带有教师自身的思想和一定的目的。所以,在进行演示实验时能很好的为学生进行示范和训练学生的实验技能。通过演示实验使学生对对物理现象、物理过程进行认真的观察,并在此基础上再进行分析、概括等思维活动,得出结论或验证规律,这不仅可以使学生更好的获取知识、训练实验技能。而且有利于学生学习和掌握物理学研究的基本方法,发展学生的创新能力。4、自制教具能培养教师个人严格的科学态度和良好的作风,同时也能给学生产生影响,起到很好的模范作用,在演示实验时也能培养学生严格的科学态度和良好的作风。通过教师操作过程中实事求是的态度、严肃认真、一丝不苟的作风的影响,就能够潜移默化地培养学生尊重事实、严谨认真、不怕困难、敢于创造的精神,培养学生爱护仪器、遵守纪律、团结友爱的良好作风、习惯。5、自制教具能培养教师勤俭节约的好习惯和陶冶个人情操,能从行为上影响学生和教育学生养成勤俭节约的好习惯。同时在演示实验中又能满足学生的视觉观察,还能使实验仪器的结构简单、费用低。制作教具的材料一般是日常生活中常见或废弃物品,利用这些身边常见的材料制作教具,会使学生觉得物理无处不在,物理离自己更近了,容易激发学生热爱物理、热爱科学的情感。自制演示实验装置,不仅能够充实教学仪器,而且能培养学生的自力更生精神和能力,是使学生养成勤俭节约的好习惯的重要途径和手段。