物理实验设计：小纸杯大作用

1、物理实验设计：小纸杯，大作用在物理课程的实验教学中，“将实验与科学探究有效地结合起来”成为了新课标的主旋律，为此应尽可能将传统的菜单式实验改变为探究式实验。教师应该根据教学的实际情况，因地制宜，选择适合探究的实验，自制一定数量的教具，并对探究过程进行合理的规划，引导学生进行科学探究实验，培养学生的创新意识、实践能力和科学素养。下面介绍用一次性纸杯做的几个科学探究性小实验，这些小实验具有制作简单，趣味盎然，激发兴趣，引导探究，成本低廉等优点。1制作“土电话”这个实验的目的是探究和感受声音在介质中的传播。用一根细线穿过两个纸杯底部中心连接起来，就做成了一个“土电话”，如图-1所示。一个同学对着一个

2、纸杯喊话，另一个同学将纸杯放近耳朵，就可以听到对方传过来的声音。实验时可以换用不同材料、粗细、长度的细线，还可以改变细线的拉紧程度来探究和感受声音在绳中传播的特点，找到最佳声音效果时的细线的参数和状态。2制作“声音模拟器”这个实验的目的是探究影响物体发声频率的因素。用一根细绳穿过纸杯底部中心固定，将绳用水湿润，将手用力捏住绳滑动，如图-2所示，改变捏绳的力度和滑动的距离，就可以模拟很多动物鸣叫的声音，如青蛙的鸣叫声，蟋蟀的鸣叫声，狗的吠声等。声音生动逼真，趣味盎然。3探究纸杯下落时空气阻力的影响这个实验的目的是探究空气阻力对下落物体的影响，感受决定空气阻力的因素。实验时将两个相同的纸杯从同一高

3、度静止释放，可以观察到两纸杯在空中下落的快慢一样，即会同时落地，说明此时空气阻力一样；如果将一个纸杯靠近另一纸杯的上方放置，同时从静止释放，我们将会发现，上方的纸杯竟然会下落得更快！如图-3所示。这是什么原因呢？原来由于纸杯的下落，在纸杯后面的空间，空气密度变小了，前面纸杯的空气阻力没有变化，而紧跟其后的纸杯所受的空气阻力却变小了，所以后面纸杯下落得反而更快。根据这个原理可以解释一些现象：飞机遇到旋风时，如果飞机上下空气密度相差很大，很容易造成飞机失去平衡；有人甚至这样解释北慕大轮船沉没之谜：这个地区的部分地域，海底产生大量的气泡，当轮船遇到气泡区时，由于海水的密度大为减小，造成轮船所受的浮力

4、减小而沉没。4探究气体压强与流速的关系如图-4所示，将两个纸杯杯口向上叠放起来，用手握住外面的纸杯，在靠近杯口的上方平行于杯口的方向用力吹气，里面的纸杯将向上跳起。原因是由于杯上方气体流速快，压强小，杯下面气体流速慢，压强大，产生一个向上的压强差，所以杯会向上跳起。飞机飞行时，由于机翼的特殊结构，机翼上方空气流速大，下方空气流速小，所以产生一个向上的压强差，机翼受到向上的升力而升空飞行。5制作“纸杯眼镜”用缝衣针在纸杯的底部每隔5mm钻一个小孔，使杯底形成一个分布均匀的孔网，一副小孔纸杯眼镜就制成了。其原理其实就是小孔成像，将纸杯眼镜罩在眼睛上，适当调整杯底到眼睛的距离，使物体通过小孔所成的像

5、落在视网膜上，就可以看清楚远处的物体。由于杯底有很多小孔，所以物体像的亮度也有足够大。6研制“纸杯喇叭”本实验的目的是探究电磁感应现象、扬声器原理、动圈式话筒原理。在纸杯的下部用细铜漆包线绕制200匝左右的线圈，再在杯底固定一块圆形的钕磁铁（磁性很强），一只纸杯喇叭便制成了，当然它也可以当作话筒使用，如图-5所示。当作喇叭使用时，将线圈接到功放的音频输出上，便可听见优美动听的歌声了；若要把它当作话筒使用，则只需将线圈接到功放的音频输入上即可。7研制“纸杯留声机”大家都知道，老式的留声机的唱片上有深浅不一的圆圈，声音信号就记录在这些“浅沟”里。纸杯留声机就是受到这个原理的启发而研制的。如图-6所

6、示，上面的纸杯在录音时作为话筒使用，放音时作为喇叭使用，在纸杯底部平行底面固定一根缝衣针，针头位于杯底面圆心处，针尖伸出杯外。下面的塑料杯作为记录的介质，它固定在可前后移动的转轴上，转轴由电动机驱动。录音时，将缝衣针与塑料杯外表面接触，针尖要刺入塑料中一定深度，对着纸杯说话时，同时启动电动机，由于杯底的振动，针尖便在塑料杯的表面上刻画了一定的痕迹，声音信号就以刻痕的形式被记录在塑料杯上了。放音时，将针尖置于塑料杯的刻痕内，启动电动机，由于针尖随刻痕的运动，针头便带动纸杯底部振动，从而纸杯发出了记录的声音。8表演小魔术在课堂教学中如果能以一个小魔术引入课题，能给学生设置悬念，促进学生的思考，激发学生的兴趣。我在讲摩擦力这节课时，设置了如图-7所示的一个小魔术：重球在下时，纸杯静止不动，轻球在下时，纸杯下滑；或者用手拉住细线两端，你叫杯停它就停（拉紧细线），叫它下滑它就下滑（放松细线），当然，你在表演时不要让学生发现你在拉紧或放松细线。学生通过观看这个魔术，会引发很多思考，从而将学生的求知欲推向一个高潮。通过上面几个科学探究小实验的教学，我认为，