探究水管中气泡的运动规律''

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1、2017年第3期SHIYANJIAOXUEYUYIQ『改讲“探究水管中气泡的运动规律’’实验的改进与分析马兴卫(吴中区碧波中学，江苏苏州215128)摘要：苏科版八年级物理“直线运动”一节中的学生实验“探究水管中气泡的运动规律”是研究匀速直线运动特点非常理想的教学资源。由于该实验器材不常见、气泡经过的路程短等原因，导致实验存在一些不足。为此，可利用常见的实验器材对教材实验方案进行创新改进，用PVC塑料管代替玻璃管，适当增加管子的长度，竖直放置水管。这样就可以更好地完成探究实验。关键词：实验探究；气泡；运动规律；图象文章编号：1004—2326(20l7)03—0022—03如图1所示，苏科版八

2、年级物理“活动5．7探究水管中气泡的运动规律”是一个目适合学生开展小组合作探究的Il：：⋯‘I_重要实验⋯，对培养学生的观察Jl30能力、增强他们在活动中的合作{}20意识和发展运用数学方法处理f『10ab数据的探究能力以及提升学生图2PVC软水管图3加注液体后的科学素养有着重要意义。图1教材中的的软水管1实验改进实验装置改进2：活动前要根据方案备好器材，气泡经过的问题1：该实验需要的主要器材——直径为路程改为80em，按教材方法在塑料管外表以20eml(311"1、长度约为70em的玻璃管在生活中不常见，且为分度值划分刻度，零刻度应定在距管El稍远的位置因为玻璃管长度较长，在操作时有被学生打

3、破的危上，这样一个区间段气泡运行时间大约是原来的两险，所以为了安全起见，不适宜安排学生做分组实倍，学生实验时间较为宽裕。为了减小测量误差，一律验。因此，有些教师在上课前把实验预先拍成小视以气泡上端到达相应刻度线作为按表的时机。频，再借助视频播放软件让学生探究气泡的运动规问题3：在测量时间时，实验室的停表由于没有律。这样的安排，虽然能够完成教学任务，但因为学分段计时功能，因此，一般采用气泡经过0刻度线时生没有亲身体验、缺乏动手参与的过程，所以不利于组长发令“开始”，4位学学生掌握知识和培养学习兴趣。生同时按下停表开始计改进1：如图2所示，建议采用内径为10mm的时，然后当气泡分别到达PVC软水管

4、子替代玻璃管：先取长约1m、内径为A，B，C，D4个点时，各有10mm的PVC水管子一端预先用橡皮塞和玻璃胶封一位学生按停秒表。然住，并用扎线带加固；在另一端加注液体(液体改为而，实验时发现气泡通过用水兑蓝墨水)，然后留一气泡(图3-a)，再用橡皮塞刻度线的时间很短，易造和扎线带封死管H。最后，为了便于测量长度，将塑成部分学生读数紧张，从图4改进后的料管拉直后用扎线带固定在小白板上，如图4所示。而影响测量结果。实验装置问题2：教材中气泡经过的路程为40em，当塑料改进3：为了准确测量时间，建议利用智能手机管竖直放置时，测得时长约5．0s，将10em划为一段的秒表分段计时功能，或者利用其摄像功能

5、将实验区间，气泡在每个区间运动的时间大约1s有余，在这拍摄成视频，再利用视频播放软件回放并计时。么短的时间内学生很难准确地完成4个时间的测量。学生在按表时动作要沉稳快捷，在正式开始测·22·2017年第3期量之前要安排多次练习；在翻转塑料管子时动作要干脆，不能犹豫，否则也会影响观察和计时。2分析测算结果。把握气泡的运动规律如表1所示，在塑料水管竖直放置时，将测得的数据记录在表中，对表1中的信息进行处理，可得到表2要收集的数据，相邻记时位置的时间差是气泡在相应区间内的运动时间。根据，区间路程除以图5不同区间的s—t图象区间时间得到气泡在区间内的速度。比较不同区间如图3"b所示，仅增加气泡大小继续

6、实验，测得内的速度可得气泡的运动规律。从0点开始计时的时间，并记录在表3中。表1水管竖直放置时的实验数据表3改变气泡大小的实验数据从0点开始的距离5，cm从0点开始计时的时间t／s0O202．80405．436O8．078010．81由表2可知，气泡在不同区间运动的时间近似相等，不同区间上升速度近似相同，充水塑料管中的气画出s—t图象如图6所示。泡做速度不变的直线运动，定义为“匀速直线运动”。g8o表2不同区间的实验数据6O4O2O0图6改变气泡大小的5一t图象分析：由图象可知，在仅增加气泡大小的情况绘制s—t函数图象，分析气泡的运动特点。下，气泡的运行速度变小。结论：在其他条件相同时，用数学

7、方法研究物理现象是学习物理的重要方气泡变大，气泡移动将变慢。法之一。表1收集的数据，能在图5中的坐标系中找(2)探究气泡移动的速度和管子倾斜程度的关系。到相应的点，将点描成线，绘成气泡的s-t函数图象。采用如图3-a所示的气泡，将塑料管子由竖直在画点、连线时要尊重数据事实，自然连成的线不是改为倾斜，并与桌面约成45。角继续实验，测得从0点标准的直线，要通过讨论知道其中的物理原因。在分开始计时的时间