【做中学】第20期:杯子吸气球

编者荐语:目前很多学生物理学习中不进行实验操作,只是在机械性“刷题”,这一现象在毕业年级显得尤为突出,这种“假实验”的恶果直接导致学生的动手能力越来越差。学习物理就必须要多动手,多思考,而不仅仅是做几道物理习题,那只会是“纸上谈兵”。近几年中考物理试题评价的导向就是在引领我们的课堂教学从“知识传递”走向“思维培养”的真正转型。“刷题”时代已经一去不复返了,必须引领学生进行“体验式学习”。“做中学”已经成为信息时代学生学习方式变革的必然选择,也是教师进行深度实践教学的最佳选择。

为此,微信公众号特推出《做中学》专栏,给大家推荐的是编者和学生这几年物理课改的一些典型案例,提供的实验素材可以作为一线教师很好的借鉴资料,也可以作为学生自主性探究式学习的参考资料。

《做中学》专栏主要有以下几个栏目:原创试题、创新实验、现象解析、参考答案、中考链接。由于编者能力和水平有限,加之时间仓促,难免存在一些纰漏,还望给予建设性的建议与帮助,谢谢您的不吝赐教。

【做中学】第20期:杯子吸气球

原创试题:小琦同学将玻璃杯倒扣在气球上,可以看到杯子是无法吸住气球的(图1),然后将热水倒入杯中,停留一会儿,将热水倒出(图2)。

图1                          图2

小琦迅速将装过热水的杯子扣在气球上(图3),等杯子冷却后将杯子提起,哇,气球被吸住了(图4),如果此时用手轻轻拿起气球,杯子也会牢牢“沾”在气球上(图5)。

图3                      图4               图5

这是因为,杯子被烫过后温度比周围空气要______,杯子内有一部分空气会_____溢出,这时如果用气球迅速封住杯口,一段时间后杯内空气冷却至室温,空气_____,这样杯子里的_____就要比外界_____低,于是在内外_____的作用下,将气球紧紧压在气球上,也就看到的杯子吸住了气球。
创新实验:杯子吸气球(1.0版)
(武佳琦)
现象解析:杯子被烫过后温度比周围空气要高,从而杯子内空气膨胀溢出一部分,这时用气球封住杯口,一段时间后杯内空气冷却至室温,空气收缩,所以杯子里气压比大气压低,杯子吸住了气球。这就是热涨冷缩的原理。
参考答案:高;膨胀;收缩;气压;大气压;压强差
拓展延伸:如果此实验分别采用玻璃杯和高脚杯(图6),哪一个效果会更好一些?
图6
创新实验:杯子吸气球(2.0版)
(王曌清)
现象解析:玻璃杯口大且容积不够太大,高脚杯杯肚大口小且不易烫着手,所以高脚杯效果会更好一些。当然此对比实验需要控制变量很多,例如:气球的体积、水的温度、杯子容积、热水在杯子里停留的时间等因素。
中考链接:(2019·福建)25.蒸粽子时将碗倒扣在盛有适量水的锅中当支架,把装有粽子的盘子放在上方(图7),蒸好后打开锅盖,看到锅盖内表面有许多小水珠。熄火一会儿,发现锅内的水被“吸”进碗内(图8)。
(1)锅盖内表面为什么有许多小水珠?
(2)锅中的水为什么会被“吸入”碗内?

图7                图8

创新实验:锅中的水被“吸入”碗内

参考答案:(1)锅中的水蒸气遇到温度相对较低的锅盖,放出热量,液化成小水珠。
(2)熄火后,碗中的气体压强减小,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
(2019·徐州)33.如图9所示,在玻璃杯中倒入少量热水,摇晃几下后把水倒出,然后立即把玻璃杯倒扣在水槽中,水快速涌进玻璃杯.请解释其中的道理:                              。
图9
  参考答案:玻璃杯内空气受热膨胀后温度降低、气压减小,杯内气压小于大气压,水被压进杯里。
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