周 政
在新課程物理3-5中,有這樣一道題:在光滑的水平面上有一輛平板車,一個人站在車上用大鐵錘敲打車的左端,在連續(xù)的敲打下,這輛車能持續(xù)地向右運動嗎?說明理由。
從理論上說,人和車在水平方向上所受合外力為零,動量守恒,所以鐵錘上下運動時,車會左右搖擺,不會向右運動。但總有一部分學生不相信,或者半信半疑。但我們不可能真的找輛車放在教室去敲打,而且車與水平面也不可能絕對光滑,所以無法演示。為了讓學生心服口服,我制作了如圖所示動量守恒演示器。收到了較好的演示效果。
我從舊電扇上拆下的小電動機轉動推動鐵錘上揚,相當于人提起鐵錘;當鐵錘上升到一定高度時,鐵錘突然下降,猛烈打擊小車,相當于人拿鐵錘敲打車。只要將裝置放在水平玻璃上,當摩擦足夠小時,可以得到理想的效果,讓學生真的看到小車并不向右運動,而只是左右搖擺。
但如果水平面不光滑,我們還會看到小車反而向左運動,而不是向右運動。
祖暅原理演示儀
盧耀琨
1、制作原理:什么是祖暅原理呢?是指夾在兩個平行平面之間的兩個幾何體,被平行于這兩個平面的任意平面所截,如果截得的兩個截面的面積總相等,那么,這兩個幾何體的體積相等。
2、制作材料:玻璃,舊撲克牌。
3、制作方法:利用玻璃制作一個無正面的長方體盒子,在盒子中放上兩堆舊撲克牌。
4、原理圖:
5、儀器用途:利用這個原理以及長方體的體積公式,可以求出柱體、錐體、臺體和球體的體積。
6、使用方法:將兩個紙堆中的一個任意改變形狀,這時,幾何體的形狀發(fā)生了改變,得到了另一個幾何體,但兩個幾何體的高度沒有變化,每頁紙的面積也沒有改變,所以兩個幾何體的體積相等。
多功能化學實驗裝置
朱紅文
裝置材料:廣口瓶、試管、導氣管、橡皮塞、膠皮管、U形管、紅墨水等。
裝置優(yōu)點:制作簡單、操作方便、現(xiàn)象明顯。
裝置圖:
裝置用途:
一、用于判斷物質間混合放熱、吸熱
1、NaOH(固體)、CaO(固體)、Na2O2(固體)、濃硫酸等物質溶于水時放出大量的熱,用這一裝置做實驗可以看見U形管兩邊液面明顯的變化。
2、NH4CI和Ba(OH)2·8H2O混合,NH4ONO3溶于水等要吸收大量的熱,用此裝置來做實驗也可以看到有很明顯的現(xiàn)象(A處液面上升,B處液面下降)。
二、測定空氣中O2的含量
在廣口瓶底墊一層沙子,沙子上放一塊過量白磷,白磷與平底試管接觸,導氣管不與原來的u形管相連,將玻璃管放入盛有水的燒杯中(膠皮管用夾子夾住)。往平底試管中加入溫度超過40qc的熱水,可以看到白磷燃燒產生大量的煙,待煙消失后打開夾子,燒杯中的水便流入廣口瓶中,流人的水約占廣口瓶體積的1/5。用pH試紙檢測廣口瓶中的溶液pH小于7,溶液顯酸性。
三、銅和稀硝酸的反應實驗
實驗室用稀硝酸與鋼反應制備NO氣體時,如果用課本中的裝置操作,實驗效果不十分理想,而采用此裝置就可以解決這一問題,具體操作如下:
將U形管一端注入稀硝酸,另一端的橡皮塞下插兩根彎曲銅絲,夾子夾住膠皮管,將U形管稍稍傾斜,給銅絲的那一側加熱,待反應進行后停止加熱,把U形管放正,另一端用長頸漏斗收集由NO排出的稀硝酸,然后打開夾子,無色NO進入廣口瓶中變成紅棕色的二氧化氮,在廣口瓶中加水振蕩后,紅棕色氣體消失,測得溶液pH小于7,顯酸性。
四、測氣溫變化(或天氣冷熱報警器)
在陰天(或晴天)做好此裝置,第二天再觀察,如果u形管兩邊液面無差距,說明與前一天氣溫相差不大;如液面差距大則說明與昨天氣溫相差大。另外,如果U形管中裝的是電解質溶液(如NaOH或酚酞),再在U形管一端的某個高度插入兩個電極與電源報警器相連,便制成了一個熱空氣報警器,將報警器放在酒店、旅館、游樂場等易發(fā)生火災的場所,可起到報警作用。
五、香煙毒素收集器
將試管底部打破,試管口放一支香煙,在U形管底部可以裝些物質(如:品紅或新鮮豬血等),另一端用橡皮塞塞好,支管與抽氣機相連結。點燃香煙,抽氣,這樣廣口瓶中便收集了香煙燃燒所生成的氣體物質和尼古丁。同時,U管底部的品紅(或新鮮的豬血)有點褪色(或呈現(xiàn)櫻桃紅色),證明香煙燃燒生成了SO2和CO。最后用丙酮溶液加入到廣口瓶口中振蕩,再加入5%的HgCl2溶液,可觀察到有白色沉淀產生,證明原廣口瓶中收集到了尼古丁。
用同樣的方法收集到尼古丁后放入一小昆蟲,不一會兒它就死了,證明尼古丁毒性很強,從而加深了學生對“吸煙有害健康”的理解。
六、檢測溫室效應
取三只廣口瓶,一只內充滿空氣,另一只充滿CO2氣體,最后一只充滿CH4,將這三只廣口瓶與三個U形管連結好,用100W的燈泡等距離照射5分鐘,觀察U形管中液面的變化情況,作好記錄。停止照射,過一小時再觀察U形管中液面的情況,作好記錄,并與前一小時的液面記錄作比較,得出結論:CO2、CH4會造成溫室效應,且CH4比CO2溫室效應更顯著。
七、驗證阿伏加德羅定律
將廣口瓶的橡皮塞改為插有金屬絲(用于加熱,但不與硫反應)、玻璃匙(盛有硫)、導氣管的橡皮塞。具體操作如下:
廣口瓶中收集滿O2(過量),塞好橡皮塞,U形管內兩液面(液體為飽和的NaHSO3溶液)持平,給金屬絲通電加熱使硫和氧氣反應,液柱推向B管,當反應完畢后靜置,使容器內的溫度恢復到反應前的溫度,U形管兩側液面仍持平。
此實驗證明了:“同溫、同壓下,相同體積的氣體含有相同的分子數(shù)”,即阿伏加德羅定律。