实验仪器范文

2023-09-27

实验仪器范文第1篇

一、安全稳定工作指导思想:

依据教育部《中小学安全管理办法》,认真贯彻落实中央、省、市、区关于安全稳定工作的方针和通知,维护学校安全秩序,预防违法犯罪和安全伤害事故的发生,确保学校师生生命安全和学校财产安全,使学校的教学秩序安全、稳定、顺利地进行。

二、安全稳定工作领导小组与责任:

安全稳定工作领导小组组长:王月杭(校长)

安全领导小组副组长:李萍 (主任)梁维泉(政教处副主任) 安全领导小组成员:赵春刚(教务副主任 ) 于洁梅(教务副主任 )曲娟(教务副主任 )崔秀梅(教务副主任 )周广领(办公室副主任)及全体班主任

学校安全管理办公室设在学校政教处,

安全管理办公室主任:梁维泉

安全稳定管理员:刘国权(兼职)

学校行政领导人(校长)是我校安全稳定工作的第一责任人。政教处副主任梁维泉同志具体分管此项工作,学校安全小组中层领导为各级部、各处室安全管理员,具体负责学校治保、防盗、饮食卫生、学校设施设备和师生安全防范工作。全体班主任主要负责本班学生安

全教育和安全活动组织。同时建立学校法人代表(校长)与岗位责任状制度,每年签订一次平安责任状。

三、安全教育宣传:

1、建立安全教育月制度(每学期开学头一个月、放假前一个月)。利用会议、广播、视频、板报大力宣传安全教育和“校细则”规定。坚持每月召开一次安全稳定工作会议;坚持每周班主任会、班会安全教育渗透;坚持每学期举行一次安全教育为主题的演讲比赛;坚持每学期至少一次教职员工的安全教育培训会,发放“明白纸”,做好培训题,使教职工熟悉安全规章制度、掌握安全救护常识,学会指导学生预防事故、自救、逃生、紧急避险的方法和手段。

2、通过班会、体育活动课形象生动地上好法纪、交通、防火、饮食卫生、安全、自护自理、火灾逃生演练等教育课。

3、建立学校法制副校长制度,加强对学生的法制教育。

4、对学习上有困难,尤其是品行上有偏差的学生,进行个别帮助教育,作好防范工作。

5、充分发挥社区教育、家庭教育的作用,加强对学校周边环境的治理。

四、建立安全、保卫制度

1.门卫制度:执行门卫规则,特别要做好:

(1)外客来访要查问,要登记,严禁无关人员进校。学生进出校门佩戴校卡;家长探视学生要与班主任联系,批准后可入校。

(2)严格执行办公楼、教学楼等地关门时间。

(3)实行24小时值班、校内巡逻制度。

2.值日、值班制度:

(1)每天由学校一位领导轮流值日,检查、督促值周老师、管理员和值周班级工作。建立值班领导和值班教师晚上住宿制,加强住宿生晚上就寝管理,做好值班记录。

(2)建立节假日(特别是寒暑假)领导、教师、保安护校队,加强值班。

(3)大潮汛、台风天以政教处为主建立防汛抗台突击队,加强日夜值班。

3.住宿生管理:

按学校公寓及寄宿生有关管理常规和管理制度,管理好学生生活与安全,特别要做到:

(1)未经学校同意不得留家长和亲友在学生宿舍过夜。

(2)非寄宿生(特别是校外人员)未经许可不准擅自到宿舍。

(3)寄宿生离校(特别是夜间离校),必须向班主任老师、管理员老师办理请假、登记手读,并通知家长。

(4)寄宿生名单每学期备案留底。

(5)学生宿舍楼由值班领导、值班教师、管理员进行24小时日夜值班。

4.建立和健全学校计算机网络,电教电器安全管理制度,特别要做好以下工作:

(1)做到定期与不定期的检查,检查要有记录,发现问题及时处理,消除隐患。

(2)禁止汽油、煤气等易燃、易爆进入机房。

(3)配制好足够的消防器材,并有效有用。

(4)做好网络的安全保密工作,杜绝黄色网站,密切注意网络病毒。

5.建立师生教育教学活动安全制度:

(1)授课期间杜绝不让学生上课。

(2)建立体育安全行为守则,禁止体育课放“羊”式。

(3)严格执行大型集体活动审批制。组织学生外出活动,做到考察、计划、安全措施的落实,成立临时安全管理组织机构,确保活动的安全性和趣味性相统一。

(4)建立健全学生一日在校安全守则。坚持教师每节、班主任每日点名制。

6.食堂

食堂要严格执行食堂管理制度,特别要做好以下几点:

(1)严把食品质量关,不采购、不销售腐败、变质、发霉过期食品,杜绝“三无”产品进入食堂。

(2)切实做好卫生工作,严格餐具消毒,炊事人员经过体检合格才能上岗。

(3)设立兼职安全消防员,在下班前认真检查火、水、电、煤气,特别是油锅炉,做到专人负责,安全使用。

(4)严把副食品质量关,不采购、不销售腐败、变质、发霉过期食品,杜绝“三无”产品进入食堂。

7.建立和健全医务、卫生安全工作管理。

(1)建立对食堂饮食卫生的安全监督和指导

(2)大力进行饮食卫生和健康卫生的宣传

(3)杜绝学生在校外非法摊点购物、饮食

(4)联合城管、公安清理校外非法饮食摊点及扰乱学校安全非法设施。

8、开展安全防范教育,使学生掌握基本的自我保护技能,应对不法侵害。

每学期至少请交通部门进行一次交通安全教育讲座,使学生掌握基本的交通规则和行为规范。每学期与家长签订一次《交通安全协议书》;每学期至少请消防部门进行一次消防安全教育培训,进行一次火灾逃生演练,使学生掌握基本的消防安全知识,提高防火意识和逃生自救的能力;每学期有针对性地对学生开展到江河湖海、水库等地方戏水、游泳、溜冰的安全卫生教育。

9、制定火灾、地震、食物中毒等学校安全事故应急救援预案和处置各种突发事件的工作预案。

烟台开发区实验中学

实验仪器范文第2篇

序 言 ........................................................... 2 实验1 能自己跳开的纸杯 ......................................... 5 实验2 吹不出来——神奇的兵乓球 ................................. 6 实验3 试管自动上升 ............................................. 7 实验4 大力士——纸 ............................................ 12 实验5 不同的承载量 ............................................ 13 实验6 测量浮力 ................................................ 14 实验7 会听话的小瓶(简易浮沉子) .............................. 16 实验8 冰块融化后会怎样 ........................................ 18 实验9 自动旋转的奥秘 .......................................... 19 实验10 小船与船浆 ............................................. 20 实验11 水的压力 ............................................... 21 实验12 帕斯卡桶裂 ............................................. 22 实验13 笔帽潜水员 ............................................. 24 实验14 冲不走的乒乓球 ......................................... 25 实验15 水中悬蛋 ............................................... 26 实验16 火山爆发 ............................................... 27 实验17 水球的泳姿 ............................................. 28 实验18 空气有重量吗? ......................................... 29 实验19 用声音‚吹灭‛蜡烛 ..................................... 30 实验20 有孔纸片托水 ........................................... 32 实验21 手绢的秘密 ............................................. 33 实验22 掉不下去的塑料垫板 ..................................... 34 实验23 蜡烛吹不灭 ............................................. 35 实验24 蜡烛抽水机 ............................................. 36 实验25 瓶内吹气球 ............................................. 37 实验26 能抓住气球的杯子 ....................................... 38 实验27 会吸水的杯子 ........................................... 39 实验28 会吃鸡蛋的瓶子 ......................................... 40 实验29 瓶子瘪了 ............................................... 41 实验30 会跳远的乒乓球 ......................................... 42 实验31 会吹泡泡的瓶子 ......................................... 43

实验32 这样扎气球,气球会爆炸吗? .............................. 44

0

实验33 瓶子赛跑 ............................................... 47 实验34 烧不坏的手绢 ........................................... 48 实验35 冷水也能沸腾 ........................................... 50 实验36 可爱的浮水印 ........................................... 52 实验37 分合的水流 ............................................. 53 实验38 漂浮的针 ............................................... 54 实验39 神奇的牙签 ............................................. 55 实验40 自己会走路的杯子 ....................................... 56 实验41 纸杯旋转灯 ............................................. 57 实验42 飞行的塑料袋 ........................................... 58 实验43 云的形成 ............................................... 59 实验44 烧不断的棉线 ........................................... 60 实验45 糖的燃烧 ............................................... 61 实验46 变色的碘 ............................................... 62 实验47 神奇墨水 ............................................... 63 实验48 烛火熄灭了 ............................................. 64 实验49 空中点烛 ............................................... 65 实验50 食盐黏结剂 ............................................. 66 实验51 光与彩虹(人造彩虹) ................................... 67 实验52 人造彩虹 ............................................... 68 实验53 纽扣的出现与消失 ....................................... 70 实验54 水制放大镜 ............................................. 71 实验55 没有胶水,报纸也能贴在墙上 ............................. 72 实验56 间歇趣泉 ............................................... 73 实验57 米粒四射——电荷性质的魅力 ............................. 75 实验58 胡椒粉与盐巴的分离 ..................................... 76 实验59 火焰开关 ............................................... 77 实验60 带电的气球 ............................................. 78 实验61 感受高压电 ............................................. 79 实验62 汤匙变磁铁 .............................................. 80 后 记 ........................................................ 82

初中趣味物理实验选编

序 言

爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,只有对知识有了兴趣才会发现问题,提出问题,知难而进。也只有学生有了兴趣,学生有了对问题解决的追求,有了对获取知识的渴望,教师培养学生创新思维的能力才能落到实处。

实施素质教育,深化物理教学改革,特别是加强和改革实验教学,努力摆脱长期重理论,轻实践技能操作;重学课本知识,轻实验实践经验,脱离生产实际的错误倾向,一直是我们研究的课题。随着经济体制改革的深化和和谐社会的构建,特别是综合素质教育的进一步完善,以学生为主体,充分调动学生的个体积极性和开发智力因素,深入挖掘学生自身潜能和教学手段的内涵与外延已成为必然。因此,加强学生实验技能训练,强化个体技能培养,通过趣味实验激发学生的求知欲望,科学培养学生的一技之长,培养学生的创新能力和创新才能,是我们教学改革和发展的重要一环。

科学开发和建立趣味物理实验教学,是人才培养和改革的必然,是落实科学发展观,构建和谐社会,推动科学进步与发展的重要环节之一。通过深入学习教育部关于素质教育和中小学教育教学改革的有关文件精神,结合目前我国教育体制的建立与完善,针对市场经济的激烈挑战,我们认为科学开发和建立物理趣味实验教学具有以下重要意义。

1.科学开发和建立趣味物理实验教学,是社会发展对人才需求的必然。中小学教育是我国基础教育的重要部分,也是科学实施综合素质教育的主阵地,它培养的人才除了具备一个公民应有的基本素质外,还要为高一级学校输送高素质人才,为学习者走向社会,为社会创造物质财富打好基础。因此要求学生必须具有比较扎实的理论基础,同时还必须具有一定的基本实验技能和实践操作技能,也只有这样,才能适应社会对人才的需求,才能真正服务社会,建设社会,为社会创造价值,成为对社会有用的人才。由此可见,加强对中小学学生物理实验技能的培养,特别是趣味实验技能的教育与培养具有划时代的现实意义。

2.科学开发和建立趣味物理实验教学,是教学改革和深化的要求。目前我国大部分中小学的教学计划和教学内容中,仍存在理论与实践比率不当的现象,仍然重视理论教学,追求理论教学质量,而忽视实验实践教学,特别是学生亲自动手能力的培养,导致一部分学生思维狭窄,解决问题的思路不够清晰,个体活动欠发达,动手能力不强等等。如何彻底改变目前这种状况,就物理教学而言,最有效的方法就是打破传统的教育教学模式,引进、吸收和消化新的教学方式、方法,设置多维的趣味物理实验教学,以弥补其课堂教学之不足。

3.科学开发和建立物理趣味实验教学,是构建和谐社会,推动社会进步的重要体现,是贯彻落实素质教育的重要举措。目前我国的就业和再就业形势十分严峻,就业已成为社会关注的热点问题之一。据有关报道,近几年我国的高等学校毕业生,每年以20%左右的速度增长,大量的高等学校毕业生在为社会创造财富的同时,也为社会的就业带来了困

难。因此,加强中小学趣味物理实验教学,使学生掌握好课本知识的同时,具备一技之长,同时具备一定的实验实践操作技能和熟练的操作基本功,这对于学生适应社会需求,拓宽知识渠道,开发智力资源,引导学生积极参与实验实践活动都具有重要的历史和现实意义。

4.科学开发和建立趣味物理实验教学,是中小学物理实验教学的必然。众所周知,物理是一门自然科学,它与生产、建设、服务、生活、流通等社会的各个方面有者密切的联系,尤其是对于中学生来说,对知识的渴求欲望发生了新的变化,有“打破砂锅问到底,问问砂锅几根腿”的浓厚兴趣,因此,当物理老师结合物理自身教材和生活现象,积极引导学生参与趣味实验活动,不仅能够增长学生知识,扩大横向联系,解决具体问题,更重要的是能培养学生对学习物理的浓厚兴趣,赋予物理教学以新的内涵。

兴趣是最好的老师。学生对生动形象的物理实验普遍怀有好奇心和神秘感,合适的实验不仅能帮助学生理解和掌握知识,而且能激起学生的兴趣,启迪其思维定向探究。趣味物理实验集趣味性、互动性、可操作性于一体,这样的活动既能培养学生的动手能力,又能培养学生学习物理学的兴趣,也解答了物理疑问,普及了科学知识。结合我校实际和器材易在学生生活中找到的特点,我们选编了以下趣味实验,以便在校内开展活动,培养学生学习物理的兴趣。

实验1 能自己跳开的纸杯

准备材料:两只纸杯(或轻的塑料杯) 实验步骤:

1.把两只纸杯重叠好后,搁在桌面上;

2.用手轻轻抓住下面的纸杯,用力对上面的纸杯沿水平方向吹气,上面的纸杯便会迅速地跳离开来。

实践几分钟后,教师可组织学生比赛,看谁的纸杯先跳起来。 实验中的科学:

当我们对上面的纸杯沿水平方向吹气时,纸杯上面的空气流动速度加快,气压减小,而纸杯下面的空气流动速度没有改变,气压也没有改变,这样,由于纸杯下面气压较大,就把纸杯压上去了,你也不妨试试!

这一现象是荷兰物理学家伯努利首先发现的,也就是伯努利原理。丹尼尔·伯努利在1726年首先提出的原理的内容是:在水流或气流里,如果速度小,压力就大,如果速度大,压力就小。丹尼尔·伯努利(Bernoulli,Daniel),1700年2月8日生于荷兰格罗宁根,1782年3月17日卒于瑞士巴塞尔,是伟大的数学家、物理学家、医学家。

你知道吗?鸟儿、飞机等也就是这样升上天的!

实验2 吹不出来——神奇的兵乓球

实验准备:

乒乓球一个、漏斗一个

实验步骤:

1.拿一个乒乓球放在漏斗里,仰着头,往漏斗里吹气,比一比,看谁能把乒乓球从漏斗中吹出来? 2.同学们说:这还不容易吗?老师说:容易?大家试试。

3.事实告诉我们:越是使劲想把乒乓球吹出来,它越是呆在那里不动。 实验中的科学:

这是因为当气流从漏斗中吹出来时,冲击乒乓球的表面,气流绕着乒乓球往上涌,这时乒乓球下部的压力比大气的压力小,因而使乒乓球

无法跳出漏斗。你越是使劲吹,乒乓球下面的气流速度越快,压力也越低,大气的压力就会把球死死地“摁”在漏斗里。

实验3 试管自动上升

思考: 你能让试管自动向上走动吗?自己亲自做做看。

实验准备:粗细试管各1支(要求粗管的内径稍大于细管外径,然后倒置,细试管将向下落)、水

实验操作:

1.先做无水的情况下,将细试管插入粗试管中,然后倒置,细试管将向下落;

2.在粗试管中盛适量的水,把细试管插入一小段,然后倒置。让水由两管之间的间隙中流下。细试管在水流下落的过程中会自动的上升。 实验中的科学: 粗试管中无水时,细试管由于受到重力作用,就会下落。而粗试管中有水时,细试管上方是水,下方是空气,细试管会在大气压力的作用下,向上运动。地球对周围物体的压力叫做大气压力。随着距离地面高度变化,大气压力也在变化,位置越高,压力越小;位置越低,压力越小。

创造:你还能用什么实验证明大气压力的存在,并感受到大气压力很

大。

大气压力的发现故事:公元14世纪前后的佛罗伦萨是何等热闹的地方,它正处在意大利的南北通衢(qú)大道上,人口已达十万,手工业工厂发达,仅毛纺厂就达三百多家,而且并不是自产自销,原料来自西班牙,染料来自埃及,产品又销到英、法。世界各地的商人南来北往好不热闹。要说文化,这里又是文艺复兴的重要基地,一些有名气的代表人物都是这里的人氏。伽利略就不用说了,还有写《神曲》的诗人但丁,画《蒙娜丽莎》的达〃芬奇,制作了《大卫》雕像的米开朗琪罗,建造了著名的无柱圆顶教堂的建筑家伯鲁涅列斯基。这里虽是扼杀了一些如伽利略那样的新文化名人,但是就连那些上层贵族人物也不能抗拒这个新文明冲击。一些上层人物也是总想把自己打扮成有知识的样子,想把自己的庭院装修得更华丽些,好向市民们和外国商人炫耀一下自己。

现时这佛罗伦萨的大公爵塔斯坎宁别出心裁,要在自己家的院子里建一个大喷水池。他想,这种阔气谁人能比?钱是不发愁的,至于设计,他要亲自动手。他安排了水池、喷头、假山,在池山之间栽种了国外引进的奇花异树,建造了亭廊,亭间廊边遍设烛台,为的是夜间一样可以酣饮畅游。为了加大水量,他又特别吩咐管家找来了打井工人,为喷水池专挖一口井。那井也挖好了,抽水机也装好了,只差机器一转,就可珠滚荷叶,银落水面,人们便可隔着帘,披着湿雾,跳化装舞了。但这般光景公爵不准备一人独享,这是一次向全市炫耀自己学识、财富、才华和风度的好机会。这天,他选了一个良辰吉日,遍请了市内的头面人物,大工场场主、教授、艺术家,还有那些从波斯、西班牙等东西方来的富商,还特地邀请著名的诺尔鲁神父来光临新水池‚开喷典礼‛。这天刚日落西山,公爵家的大门口就车塞马呜,门内廊上亭上也早美酒侍侯,佳肴等人了。不一会儿红烛高照、华灯齐放,乐声轻轻地漫上了树梢屋檐。这时塔斯坎宁公爵举起一杯红酒,笑容满面地说:

‚各位先生,今天本公爵亲自设计的喷水池竣工,特邀你们来参观一下我的拙作,并参加我们家庭庆祝舞会,我和我的夫人及全家表示非常的感谢。让我们大家为这项庭院工程的胜利竣工来干一杯。‛

接着就听一阵酒杯相碰的叮当之声。然后公爵向早就在亭外侍侯的工匠一挥手:‚开始抽水!‛

可是这水井里的水半天也抽不到地面上,更不用说从喷头里喷出来了。那些工匠摇着抽水机的摇把累得满头大汗,只听那水好像是提到了半腰,可是咕噜一声,就像人咽了气一样,又下去了。公爵忙命工匠仔细检查一遍,每一个螺丝都看过了, 8

机器完好,设计也看不出问题。现在就连公爵自己脸上也是汗津津的了。

这时从来宾席上走出一位年轻人来,他略带嘲弄地将公爵看了一眼说:‚不要费劲了,今天这井里的水是不会上来了。‛

‚你怎么知道?‛

‚伽利略说的。‛

这一句话就像是有人突然在席间放了一颗炸弹,顿时大家都惊呆了。伽利略不是早就被教会监禁了吗?怎么他的幽灵今天又出现在这里。

这青年看着这些吃惊的人们,哼了一声说:‚你们当然早把他忘了,可是不管你们忘不忘,地球照样还在转,这水照样不会听你们的话,上到地面来。下午,我刚从郊外回来,他老人家知道这里在打井,说,只要超过十米,水就别想上来!‛

‚为什么?‛

‚因为抽水是靠抽掉水管里的空气,产生真空,外面的大气压强发生作用才把水从管子里压上来。但是这压强是个死数,管子长了,它没有那么大的劲,自然就压不上来了。‛

‚什么?你说什么真空?里面什么也没有?这是不可能的。‛这时在座的一个神父立即站起来与他辩论。

‚是的,什么也没有,连上帝也不存在。‛年轻人好像很高兴有人出来应战。

‚你是谁?‛‚我是伽利略的学生。一个伽利略分子。‛

这个青年叫托里拆利(1608~1647),他崇拜伽利略,到处自称是伽利略分子,比伽利略更直率地宣传他的学说。

公爵和神父,万没想到今天这个场合能冒出一个伽利略的学生,真使他们扫兴,便恼怒地说:‚既然你发现了什么真空,就当众拿出来给大家看看。‛他们冷笑着,很为自己出了这么个绝好的难题而自豪。想瞧这青年的难堪。

青年不慌不忙地说:‚这很容易,我现在做一个实验,拿来‘真空’让你们看看。不过在看以前先讲个条件:要是实验做成了,高贵的公爵,还有尊敬的神父,你们得当众承认伽利略的学说是对的。‛

‚要是做不成呢?‛公爵连想也不想他会做成,急着反问。

‚任你们怎样处臵。‛‚好,那就马上把你送到罗马教廷去审判。‛神父急忙宣布。

他知道从伽利略被监禁后,又有一个叫佛罗伦萨中心实验学会的青年团体,还在到处实验,宣传伽利略的学说,教廷已经抓了一些。那次有一个青年拒捕,还跳楼死了。想不到今天在这里又碰见一个这样胆大妄为的毛头小子。

‚好,一言为定!‛

只见托里拆利从桌上拉过一个又细又扁的黑匣子,打开取出一瓶水银和一根有一米长、一头开口的细玻璃管,管上有刻度。他又随手拉过一只小碗,倒满了水银,再把玻璃管里也灌满,用拇指按紧开口,然后一下倒过来连手指浸入碗中,再抽出手指。只见那细管中的水银开始下落,但是当液面落到76厘米处时便不再落了。托里拆利指着76厘米以上的那一截管子说:‚各位先生,请看,这管子里就是真空,空得连空气也没有了。‛

‚可是为什么水银不再下落,让管子里再空一点呢?‛客人中有人显然对此已发生兴趣,忙插话提问。

‚对。为什么水银不再下落了呢?正是由于空气的压力。这压力就像能把井水压上来一样,它能把水银正好托在这个高度。水银的密度是13600千克/立方米,因此这水银柱的压强就是13600×9.8×0.76=101293牛/平方米,这就是空气的压

强。那水的密度是1000千克/立方米,如果10米深的井管,水柱压强就有1000×9.8×10=98000牛/平方米,差不多正是大气压力;你想,井深超过10米那水还能压上来吗?幸亏公爵打的是一口水井,要是一口水银井,怕井深不到一米就要报废了。‛托里拆利说完,以嘲讽的眼神向公爵看了一眼。他就是这样年轻气盛,成心要让这帮贵人难堪。

这时客人中有人点头称是,有人津津有味地听着这个闻所未闻的新课题。

诺尔鲁神父眼看着这场面竟要让这个毛头小子左右了,也顾不得体面,忽地一下站起来说:‚你这是变魔术。你又怎么能证明上面那截管子里真的是空的呢?怎么能证明这水银柱真的是空气的压力托着呢?‛

‚别忙!‛托里拆利向神父揶揄地一笑,然后又从黑匣子里抽出一根丫形管子证实真空存在的实验。这是一根直管儿,在顶头上弯出一个变,形成一个钩子,又像根拐杖。弯头处开了个洞。只见托里拆利用一个指头堵住小洞,弯朝下,灌满水银,倒过来和刚才一样浸在水银碗里,这样长直管里又是个76厘米的水银柱,而那弯儿底部也存下一截水银,上面却出现了真空。这一个连通管里就有两截水银,两截真空了。托里拆利向大家扫了一眼,说,‚现在只要我的手指一离开这个小洞,由于空气进来产生压力,长管里的水银就会全部落入碗里,小弯里的水银就会被空气托到管头上去。这正好说明刚才这里确实是没有空气的,你们信不信?‛

‚不信?‛公爵忿忿地应道。

只见托里拆利将手一抬,那直管里的水银柱像是空中的悬物断了线,刷地一下跌落碗里,而那个弯管底部的水银倒像有一个无形的手在下面推挤,眼睁睁地升上了管的顶头,像贴在管子上一样不再下来。这时全场的人都顾不得那佳肴、美酒了,一个个伸长了脖子,都看着这根魔管。有的人还在胸前划着十字,轻轻地喊着:‚啊,上帝!‛托里拆利这时扬起头很认真但又像是在开玩笑地说了一句:‚那不是上帝,是空气!‛而公爵呢,看着这个像变魔术一样的场面,一边掏手帕擦汗,一边说:‚可能伽利略真的是对的。‛

托里拆利见公爵终于说出这句话,便收拾起他的黑匣子,一个鞠躬,飘然离去。这时半天没有插上嘴的公爵夫人看着这个扫兴的场面,才想起把管家叫来,怒斥道:‚他是怎么混进来的?‛管家怯生生地说:‚我见他夹个匣子,还以为是乐队里的人呢。‛

这就是1643年进行的有名的托里拆利真空实验。水银柱上的那段真空也就被后人称为‚托里拆利真空‛,而那种玻璃管也被叫做‚托里拆利管‛。

再说这真空试验的消息立即不胫而走。人们都竞相演示这个实验。消息传到法国,数学家布莱斯〃帕斯卡(1623~1662)不但在家里做实验,还到山上、山下对比着做。他发现空气的压力与海拔是相关的。在海拔2000米以内每升高12米,托里拆利管中的水银就要下降1毫米。消息传到法国,法国马德堡市的市长奥托格里克竟也放下繁重的公务来做这个科学游戏。他想的主意更为新奇,他用两个铁制的直径有20厘米的半球扣在一起,并不作任何焊接,只把里面的空气抽掉,于是无论多么强壮的大力士,一人抓住一半拉也拉不开。人们简直不敢相信这球的魔力。

1654年法国勒根斯堡郊外春日融融,绿草如茵。这天,山坡下的空场上围了有上千人。草地上又是跳舞又是赛马,好不热闹。沿山坡临时搭起了台子,上面旗杖华丽,鼓乐齐鸣。原来今天皇帝、皇后也在这里与民同乐。一会儿,奥托格里克一手拿着一块他设计的半球来叩见皇上,请求为陛下表演一个科学游戏。皇上正在兴头上便欣然允诺。只见他双手将这两个半球啪地往一起一合,助手递上一个小唧筒,

三下两下,差不多就将里面的空气抽光了。这球的半径不过20厘米,里面的空间顶多也只能装三个拳头。然后奥托格里克将两根又粗又结实的丝绳系在半球两边的环上,招手叫过两个大汉一边一个拔起河来。只见他们脸涨得由红变紫,双方或左或右,互有进退,而那球的两个半块倒是平平稳稳地相抱在一起。皇帝、皇后看得发呆了,刚才明明是两个随便合起来的半球,怎么会吸得这样紧?这时奥托格里克又命令两边各加到二人,加到三人。铁球呢,倒像越拉越紧。草地上千人之众鸦雀无声。奥托格里克喝了一声:‚住手。‛又干脆牵过两匹马来,一边套上一匹,两个驭手挥起鞭子,两匹马仰天长嘶一声,四蹄扣地向两边拉起来。可是那球还是依然如故。奥托格里克又将两边再各加一匹,一会又加一匹,这样一直各加到七匹健马,还是不见分晓。这时皇后忘了她那在臣民面前应保持的尊容,双唇大张,右手紧紧抓住皇帝的手腕。奥托格里克又命令两边再各加一马,驭手的鞭子甩得如爆竹炸响,马嘶啸啸,尘土飞扬,围观的人群也沸腾起来,各喊加油。只听‚嘭‛的一声,铁球终于裂成两半,两边的八匹马各带着半块小球一下冲出几百米远。这时皇后才闭口松手,喘出一口气来,皇帝的手腕也早被捏出五个指头印来。他忙将奥托格里召至台上问:‚你变的是什么魔术?这两个小半球,怎么会有这样大的吸力?‛

‚启奏陛下,这小球上的力不是吸力,是空气对它的压力。‛

‚你知道这压力有多大吗?‛

‚按托里拆利的计算,大气对物体的压力是每平方厘米10牛顿。这小球的截面积是半径的平方乘上圆周率,等于1256平方厘米,作用于它身上的力就有12560牛顿,每边八匹马每匹马要使出1570牛顿的力才能将它拉开呢。‛

皇帝闻听半信半疑。他想了一会儿说:‚这样一个拳头大小的球就要受大气的千斤压力,那朕的皇宫不早被压塌了吗?‛

‚陛下不用担心。铁球拉不开是因为里面抽成了真空,只有外面受压力,陛下的皇宫高门大窗,空气自由出入,自然不会真空,上下压力也就互相抵消了。‛

‚那我们这些人每天生活在大气里不也要被压瘪了吗?‛

‚是的,我们一般人的身体面积约两平方米,他昼夜不停地受着二万公斤的压力呢。可是陛下也不用担心,我们有口鼻可以呼吸,所以肚子里也绝不会形成真空的。‛

皇帝听到这里才知自己是一场虚惊,大可不必为此担心,脸上也有了轻松的笑容,嘉许道:‚想不到你这个市长还知道这么多新知识。‛说罢又传令摆酒,要借这明媚春光与奥托格里克及臣子们痛饮一场。草地上又鼓乐齐奏,舞姿翩翩。

实验4 大力士——纸

思考:你能想象一张纸能够举起一本书?你知道怎样才能做到吗? 实验准备:纸、胶带、1本书 实验操作:

1. 把纸放在两本并排分开放的书上,使纸的中间部分悬空。把一本书放在纸的悬空处,纸张很快就会弯曲。

2. 把纸卷成一个纸卷,用胶带粘好纸的边缘处。

3. 把纸卷立起来,并在上面放一本书,甚至放更多的书,纸张都不会变形。

4. 思考两种方法的不同之处。

实验中的科学:

1. 一张纸能承受多大的压力,主要取决于纸张受力时的弯矩。弯矩即纸张的受力点和受反作用力的点之间的距离。弯矩越大,纸张承受的力越大,反之越小。

2. 直接把重物放在纸上,则纸的受力点和受反作用力点几乎在同一位置上。因此弯矩小,所承受的力就小。

3. 把重物放在竖直的纸卷上,纸的弯矩较大,因此承受的力较多。 创造: 想一想,把纸还可以折成哪些形状,以便承担压力。

实验5 不同的承载量

思考:为什么卡纸变形后,它的承载量会不同 ?

实验准备:纸卡1张(30×20cm)、相同高的纸盒两个、硬币若干枚 实验操作:

1. 一张卡纸悬空平放在相同高度的纸盒上,纸上只能放两枚硬币。 2. 把纸卡折成波浪形状,架在相同高的纸盒上,波浪形状的卡纸上能放多枚硬币。

实验中的科学: 波浪的卡纸比平整的卡纸弯距大,其承受的力也就较大。

创造: 怎样变化卡纸,使卡纸上放的硬币更多?

实验6 测量浮力

思考:当我们躺在水面上像帆船一样漂浮着,我们都知道是水的浮力在支撑我们。但你可知道怎样测量浮力吗?

实验准备:1个弹簧秤、1把锁、1个装水的玻璃杯 实验操作:

1. 先把锁挂在弹簧秤下,记录弹簧秤的刻度;

2. 然后将弹簧秤下挂的锁放入水中,记录此时弹簧秤的刻度; 3. 比较两次记录下的刻度,思考为什么会不同。 实验中的科学:

1. 锁浸在水中,会受到水对它的向上的支持力,即浮力。 2. 两次记录的差值就是水对铜锁的浮力。

创造: 用弹簧秤再称别的物体(比如小铁块,橡皮头等),观察不同的物体的浮力大小。

阿基米德故事——皇冠的秘密

叙古拉国王艾希罗交给金匠一块黄金,让他做一顶王冠。王冠做成后,国王拿在手里觉得有点轻。他怀疑金匠掺了假,可是金匠以脑袋担保说没有,并当面拿秤来称,结果与原来的金块一样重。国王还是有些怀疑,可他又拿不出证据,于是把阿基米德叫来,要他来解决这个难题。回家后,阿基米德闭门谢客,冥思苦想,但百思不得其解。

一天,他的夫人逼他洗澡。当他跳入池中时,水从池中溢了出来。阿基米德听到那哗哗哗的流水声,灵感一下子

冒了出来。他从池中跳出来,连衣服都没穿,就冲到街上,高喊着:‚优勒加!优勒加!(意为发现了)‛。夫人这回可真着急了,嘴里嘟囔着‚真疯了,真疯了‛,便随后追了出去。街上的人不知发生了什么事,也都跟在后面追着看。

原来,阿基米德由澡盆溢水找到了解决王冠问题的办法:相同质量的相同物质泡在水里,溢出的水的体积应该相同。如果把王冠放到水了,溢出的水的体积应该与相同质量的金块的体积相同,否则王冠里肯定掺有假。

阿基米德跑到王宫后立即找来一盆水,又找来同样重量的一块黄金,一块白银,分两次泡进盆里,白银溢出的水比黄金溢出的几乎要多一倍,然后他又把王冠和金块分别泡进水盆里,王冠溢出的水比金块多,显然王冠的质量不等于金块的质量,王冠里肯定掺了假。在铁的事实面前,金匠不得不低头承认,王冠里确实掺了白银。

实验7 会听话的小瓶(简易浮沉子)

思考:你在电影或电视剧中看到过潜水艇吗?知道潜水艇为什么能浮于水面,又能潜入水中,它是怎么实现向上浮和向下潜的呢?

实验准备:废旧塑料饮料瓶(500-1000ml,透明有盖)、口服液小瓶、注射器等。

实验操作:

1.在饮料瓶中装入一定量的水,用注射器给口服液小瓶中压入适量的水,使之放入水中时只能有少部分露出水面;

2.把口服液小瓶放入饮料瓶中,然后盖紧瓶盖(如下中图),尽量做到不漏气;

3.用力挤压饮料瓶,可看到口服液小瓶下沉(如下右图)。撤去压力,可看到口服液小瓶向上浮起。用力得当,可使口服液小瓶停止在水中某一位置。 注意瓶中水尽量装得满一些,残留的气体越少,实验效果越好。

实验中的科学: 小瓶放入水中由于所受浮力等于重力,所以会浮于水面。当用力挤压饮料瓶时,瓶内气压增大,会有一部分水被压入口服液小瓶,使口服液小瓶重力变大,重力大于浮力,小瓶就会下沉。撤去压力时,瓶内气压变小,会有一部分水被流出口服液小瓶,使口服液小瓶重力变小,重力小于浮力,小瓶就会上浮了。用力得当,会使口服液小瓶中的水适当,重力等于浮力,小瓶就会停止在水中某一位置了。潜水艇就是这样实现向上浮和向下潜的。(如果想看到口服液小瓶中水的变化,可以在小瓶中用注射器装入有颜色的水)

实验8 冰块融化后会怎样

思考:在一个杯子中放一个冰块,然后倒满水。当冰融化后,杯内的水会溢出来吗?

实验准备: 1块冰块、2个杯子、水 实验操作:

1.在桌面上放置一个空杯子,在空杯子中放入一块冰; 2.往杯中倒满水,会看到冰块的一大部分会高出水面; 3.等待冰块融化,观察融化后,水会不会溢出杯子。

实验中的科学: 水结冰时体积会增大九分之一,因此与同体积的水比较,质量变轻,自然会浮在水面上。当冰块融化时,它失去的是增加的那九分之一的体积,因此,水不会溢出。

其实冰块在水面以下的那部分,就是整个冰块熔化成的水的体积。 想一想:你能用学过的浮力知识对这一问题做出进一步的解释吗?

实验9 自动旋转的奥秘

思考:装满水的纸盒为什么会转动?

实验准备:空的牛奶纸盒、钉子、60厘米长的绳子、水槽、水 实验操作:

1.用钉子在空牛奶盒上扎五个孔 ;

2.一个孔在纸盒顶部的中间,另外四个孔在纸盒四个侧面的左下角 ;

3.将一根大约60厘米长的绳子系在顶部的孔上 ;

4.将纸盒放在盘子上,打开纸盒口,快速地将纸盒灌满水; 5.用手提起纸盒顶部的绳子,纸盒顺时针旋转 。

实验中的科学:水流产生大小相等而方向相反的力,纸盒的四个角均受到这个推力。由于这个力作用在每个侧面的左下角,所以纸盒按顺时针方向旋转 。

试一试: 请你试试„„

1.如果在每个侧面的中心扎孔,纸盒会怎样旋转 ? 2.如果孔位于每个侧面的右下角,纸盒将向哪个方向旋转 ?

实验10 小船与船浆

思考:看过划船吗?亲自动手划过船吗?知道船在水上为什么会向前移动?

实验准备:剪刀1把、纸板1块、橡皮筋1条、脸盆及水1盆 实验操作:

1. 剪下长约12厘米×8厘米的硬纸板 ;

2. 一端剪成尖形为船头,另一端中央剪下约5厘米的缺口为船尾 ; 3. 剪一块约3厘米×5厘米的纸板做船浆 ; 4. 用橡皮筋套在船尾处,并将船浆绑好 ; 5. 将纸板桨逆时针转紧橡皮筋,小船向前移动 ; 6. 若把纸板桨顺时针转紧橡皮筋,小船向后移动 。 实验中的科学:

1.物体间力的作用是相互的,纸板桨在逆时针转动时,会向后拨动水,所以船会向前行驶;相反的,船就会向后行驶。

2.纸船运动的力量,是来自橡皮筋扭转的能量。

延伸: 仔细观察划船的动作,它造成的水流方向和船行方向有什么关系呢?

实验11 水的压力

思考:你们知道水压的大小是由什么决定吗?

实验准备:1个装牛奶的矩形竖直纸盒、1卷胶带、1个钉子、水若干、平盘

实验操作:

1. 放好牛奶盒,用钉子在任意一个侧面戳三个孔。三个孔的位置分别是底部、居中和上部。

2. 用胶带把三个孔封住。 3. 将纸盒中加满水。

4. 将平盘放在有孔的侧面的下方,将胶布撕开。观察三个孔的喷水有什么不同。

实验中的科学:

1. 实验发现,从底部流出的水喷射得最远,其次是中部的水,喷得最近的是从顶部喷出的水。

2. 水的压力由深度决定,水越深,压力就越大;水越浅,压力就越小。

创造: 如果你会游泳,你可以在水中感受水的压力。使头位于水深不同的位置,你会感受到耳朵受到的压力是不同的。

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实验12 帕斯卡桶裂

思考:塑料瓶侧壁划上几条刀痕后再装满水,为什么水不会从刀痕处流出来?

实验准备:塑料瓶一个、刀子一把、橡皮筋一根、漏斗一个、吸管、橡皮泥

实验操作:

1.拿一塑料瓶,在其侧壁用刀子平行于侧壁划几条刀痕(要将侧壁划透),再用橡皮筋将这个塑料瓶在刀痕处拦腰箍紧.在塑料瓶盖上穿入一段吸管,用橡皮泥密封;

2.取一漏斗与吸管相接;

3.手持漏斗与瓶口相对齐,然后往漏斗内注水,使塑料瓶和漏斗装满水为止,此时塑料瓶的刀痕处不出水.将漏斗举高,就可见刀痕处有水流出来。

实验中的科学:一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力,可以远大于液体自身的重量。容器底部(或侧壁)受到的压力与该处的深度有关,深度越大,所受压力就会越大。

阅读材料:为了证明液体压强只与液体的深度和密度有关,帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度h很大。

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一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁产生的压力远大于液体自身的重量,这对许多人来说是不可思议的。

水坝的下部总要比上部建造得宽一些。潜水员穿特制潜水服且控制下潜深度。就是这个原因。

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实验13 笔帽潜水员

思考:潜水艇为什么能潜入水下,又能回到水面呢?我们来做一个“潜水员”的玩具吧!

实验准备:塑料笔帽1个、橡皮泥1块、水1杯、矿泉水瓶1个 实验操作:

1. 将橡皮泥粘到笔帽底部。(笔帽一定不要有洞) 2. 在水瓶中完全灌满水,把笔帽放进瓶子,拧紧瓶盖。 3. 用力挤压瓶子,观察笔帽沉下瓶底。 4. 松开手,笔帽又回到瓶子顶部。 实验中的科学:

1. 笔帽里的空气使它漂浮。

2. 用力挤压瓶子,水被压进笔帽,笔帽变重并下沉。 3. 松开手,水流出笔帽,笔帽变轻并上升。 想一想:你还能制作一个不同的潜水玩具吗?

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实验14 冲不走的乒乓球

思考:为什么水不能把乒乓球冲走? 实验准备:乒乓球一个、脸盆一个 实验操作:

1.拿一个大洗脸盆,放在自来水龙头底下,打开水龙头,先放进半盆水;

2.然后取一个乒乓球放在水流落点处,只见乒乓球被牢牢“禁闭”在水流里,好像被吸住了,无论你把水开得多大,都不会把它“赶出来”。

实验中的科学:贴近乒乓球的水流速度大,压强小;外层的水流速小,压强大,而且四周的压力基本相等,所以只看到乒乓球在水里不断翻滚,却永远无法逃脱,除非关闭水龙头。

能证明流体(气体和液体)压强与流速的小实验有好多,下面就是几例。

试一试:将乒乓球换成其它材料制成的球,会有什么现象出现。

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实验15 水中悬蛋

思考:想一想能用什么办法使鸡蛋在水中不漂起又不沉下,而是悬浮在水中?

实验准备:玻璃杯两个、水、食盐、蓝墨水、筷子、鸡蛋 实验操作:

1. 在玻璃杯里放三分之一的水、加上食盐,直至不能溶化为止。 2. 再用一只杯子盛满清水,滴入一两滴蓝墨水,把水染蓝。 3. 取一根筷子,沿着筷子,小心地把杯中的蓝色水慢慢倒入玻璃杯中。

4. 玻璃杯里下部为无色的浓盐水,上部是蓝色的淡水。 5. 动作轻而慢地把一只鸡蛋放入水里,它沉入蓝水,却浮在无色的盐水上,悬停在两层水的分界处。

实验中的科学: 生鸡蛋的相对密度比水大,所以生鸡蛋在水中会下沉。盐水的相对密度比鸡蛋大,鸡蛋就会浮在盐水表面。

试一试: 你能换其它溶液来做这个实验吗?

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实验16 火山爆发

思考:你知道吗?一种水会飘在另一种水的上边,自己动手制作一个水下的“火山”喷发,来观察这个现象吧 !

实验准备:玻璃缸或盆1个,冷热水若干、墨水少量、带盖的小瓶1个

实验操作:

1. 在玻璃缸中倒入3/4的冷水。

2. 在小瓶中装满热水,加入几滴红墨水,拧紧瓶盖,并摇晃均匀。 3. 把小瓶放在缸底并拧开盖子。

4. 观察红墨水喷向水面:热的染色水在冷水的上面形成了一层。 实验中的科学:

瓶子里的红色热水密度较小,会向上升 ,这样看上去就像“火山爆发”。实验时冷热水差别越大越好。

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实验17 水球的泳姿

思考:水球在冷水里和热水里的沉浮一样吗?

实验准备:透明玻璃杯2个、小气球1个、冷水、热水各半杯 实验操作:

1. 将小气球灌上水,在气球口上用细绳系紧 ; 2. 把水球放在冷水杯子里,水球浮在冷水里 ; 3. 把水球放在热水杯子里,水球沉在水底 。

实验中的科学:冷水和热水的密度不同,冷水的相对密度比热水的密度大,所以水球在热水中会下沉,在冷水里会浮起来 。

创造:冷水和热水的密度有大小之别,你能用其他试验来证明它吗?

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实验18 空气有重量吗?

思考:你们知道吗?空气也是有质量的。怎样证明空气也有质量呢?

实验准备:1架天平、2只一样重的气球、打气筒 实验操作:

1. 把两只气球分别放在天平的两端,天平保持平衡。 2. 拿起另一只气球,给气球打气并将气球口系紧。

3. 将打起气的气球放到天平的一端,没打气的气球放到天平的另一端,观察天平是不是还平衡?

实验中的科学:

1. 两只气球在打气前,质量相等,因此天平保持平衡。 2. 打气后的气球增加了气球内空气的质量,因此,天平偏向打气后的气球一端。

3. 如果是带有指针刻度的天平,就能测出空气的质量,从而计算出空气的重量。

创造:你能用其它方法证明空气是的重量的吗? 说说看,做做看。

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实验19 用声音“吹灭”蜡烛

实验准备:田径比赛时用的发令枪,蜡烛,大一些的抛物面反射镜一对(或小铁锅一对),直径30cm、焦距8cm的抛物面反射镜,光具座,烛台,十字夹,试管夹,铁架台等。

实验操作:实验装置如图所示。

(1)将直径及焦距相同的两个抛物面反射镜分别固定在铁架台上相向放置,间距约60~70cm,间距的大小是依照抛物面反射镜或锅的大小灵活而定。

(2)在两个抛物面反射镜下方放置一个光具座。

(3)测定抛物面反射镜的焦距。方法一:应用公式求之;方法二:在阳光下借用一把直尺测量。

(4)在两个抛物面反射镜的中间放一支或几只点着的蜡烛,在左边反射镜的焦点处也放一只点着的蜡烛。

(5)在右边的抛物面反射镜的焦点处打响发令枪,就可以发现左边反射镜焦点处的蜡烛熄灭了,而两抛物面反射镜中间其他蜡烛并未被“吹灭”。

实验中的科学:声音具有能量,它表达了物体的振动,当声音传递到人

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耳引起耳鼓膜振动时,我们可以感觉到声音。它是一种看不到、摸不着的声波。下面介绍用声音“吹灭”蜡烛实验。

抛物面反射镜起着把声音集中到一点(焦点)的作用,在声音集中的地方点着一支蜡烛,“啪”的一声枪响,声音在两个抛物面反射镜之间传播—反射—传播—反射—会聚,通过左边抛物面反射镜焦点处声波最强,能量最大,空气的振动就集中于那一点,蜡烛就被“吹灭”了。而中间其他蜡烛未被“吹灭”的原因是它们所处位置的声波强度不如焦点处。

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实验20 有孔纸片托水

思考:有孔的纸为什么能拖住水? 实验准备:瓶子一个、大头针一个、纸片一张,有色水一满杯 实验操作:

1.在空瓶内盛满有色水; 2.用大头针在白纸上扎许多小孔; 3.用有孔纸片盖住瓶口;

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。

实验中的科学: 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。

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实验21 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?

实验准备:玻璃杯1个、手帕1条、橡皮筋1条 实验操作:

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。 实验中的科学:

1. 从杯子上面冲水时,手帕上有小孔,杯子内外气压相等,水会透过手帕流入杯内。

2. 杯子倒转过来时,手帕上的小孔被水堵住了,由于大气压力的作用,水就不会流出来。

创造: 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?

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实验22 掉不下去的塑料垫板

思考:盛水的杯子上覆盖垫板,杯口朝下时,垫板会掉下来吗? 实验准备:玻璃杯两个、水、塑料板一块 实验操作:

1. 将玻璃杯里装满水。 2. 用垫板盖好杯口。

3. 一只手扶杯子、另一只手按住垫板。 4. 用手扶住,将杯口翻转过来,使杯口朝下。

实验中的科学: 垫板覆盖在盛水的杯子口上,因为杯外空气压力的作用,垫板就不会掉下来。

试一试: 如果杯子里的水不满或没有水,塑料板会怎样,请你试一试?

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实验23 蜡烛吹不灭

思考:用力吹燃烧的蜡烛,却怎么也吹不灭。你知道是怎么回事吗? 实验准备:1根蜡烛、火柴、1个小漏斗、1个平盘 实验操作:

1. 点燃蜡烛,并固定在平盘上。

2. 使漏斗的宽口正对着蜡烛的火焰,从漏斗的小口对着火焰用力吹气。

3. 使漏斗的小口正对着蜡烛的火焰,从漏斗的宽口对着火焰用力吹气。

实验中的科学:

1.流体的压强与流速有关,流速越大,压强越小。从漏斗的小口对着火焰用力吹气,

漏斗的宽口端空气的流速小,压强大,蜡烛不容易被吹灭,而且火焰还会向上冲。

2. 如果从漏斗的宽口端吹气,蜡烛将很容易被熄灭。

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实验24 蜡烛抽水机

思考:你知道抽水机是怎样将水抽出来的吗?

实验准备:玻璃杯、蜡烛、比玻璃杯口稍大的硬纸片、塑料管、凡士林少许、火柴、水半杯

实验操作:

1.先将塑料管折成门框形,一头穿过硬纸片 ; 2.再把两只玻璃杯一左一右放在桌子上 ;

3.将蜡烛点然后固定在左边玻璃杯底部,同时将水注入右边玻璃杯中 ;

4.在放蜡烛的杯子口涂一些凡士林,再用穿有塑料管的硬纸片盖上,并使塑料管的另一头没入右边杯子水中;

5.水从右边流入左边的杯子中 。

实验中的科学:蜡烛燃烧用去了左边杯中的氧气,瓶中气压降低,右边杯的大气压力使水向左杯流动,直到两杯水面承受的压力相等为止,到那时左杯水面高于右杯水面。

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实验25 瓶内吹气球

思考:瓶内吹起的气球,为什么松开气球口,气球不会变小? 实验准备:大口玻璃瓶,吸管两根:红色和绿色、气球一个、气筒 实验操作:

1.用改锥事先在瓶盖上打两个孔,在孔上插上两根吸管,红色和绿色 ;

2.在红色的吸管上扎上一个气球 ; 3.将瓶盖盖在瓶口上 ;

4.用气筒向红吸管处充气将气球打大 ; 5.将红色吸管放开气球立刻变小 ; 6.用气筒再向红吸管处充气将气球打大 ; 7.迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口 ; 8.放开红色吸管口,气球没有变小 。

实验中的科学:当红色吸管松开时,由于气球的橡皮膜收缩,气球也开始收缩。可是气球体积缩小后,瓶内其他部分的空气体积就扩大了,而绿管是封闭的,结果瓶内空气压力要降低——甚至低于气球内的压力,这时气球不会再继续缩小了。

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实验26 能抓住气球的杯子

思考:你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上,然后把气球吸起来吗?

实验准备:气球1~2个、塑料杯1~2个、暖水瓶1个、热水少许 实验操作:

1. 对气球吹气并且绑好 ;

2. 将热水(约70℃)倒入杯中约多半杯 ; 3. 热水在杯中停留20秒后,把水倒出来 ; 4. 立即将杯口紧密地倒扣在气球上 ; 5. 轻轻把杯子连同气球一块提起 。 实验中的科学:

1. 杯子直接倒扣在气球上,是无法把气球吸起来的。

2. 用热水处理过的杯子,因为杯子内的空气渐渐冷却,气压变小,因此空气可以把气球压向杯口。

创造: 想一想,还有什么办法可以把气球吸起来。

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实验27 会吸水的杯子

思考:用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛,烛火熄灭后,杯子内有什么变化呢?

实验准备:玻璃杯(比蜡烛高)1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干

实验操作:

1. 点燃蜡烛,在盘子中央滴几滴蜡油,以便固定蜡烛; 2. 在盘子中注入约1厘米高的水; 3. 用玻璃杯倒扣在蜡烛上;

4. 观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化 。 实验中的科学:

1. 玻璃杯里的空气(氧气)被消耗光后,烛火就熄灭了。 2. 烛火熄灭后,杯子里的气体温度逐渐降低,气压降低,在杯外大气压力的作用下,杯子里的水位会渐渐上升。

创造: 你能用排空的容器自动收集其它溶液吗?

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实验28 会吃鸡蛋的瓶子

思考:为什么,鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去?

实验准备:熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒 实验操作: 1. 熟蛋剥去蛋壳。 2. 将纸片撕成长条状。 3. 将纸条点燃后扔进瓶子中。

4. 等火一熄,立刻把鸡蛋扣到瓶口,并立即将手移开。 实验中的科学:

1. 纸片刚烧过时,瓶子是热热的。

2. 鸡蛋扣在瓶口后,瓶子内的温度渐渐降低,瓶内的压力变小,瓶子外的压力大,就会把鸡蛋挤压到瓶子内。

创造:当瓶子中气体的压力大于瓶子外面的压力时,瓶子会发生什么变化?

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实验29 瓶子瘪了

思考:你能不用手,把塑料瓶子弄瘪吗? 实验准备:水杯2个、温开水1杯、矿泉水瓶1个 实验操作:

1. 将温开水到入瓶子,用手摸摸瓶子,是否感觉到热。 2. 把瓶子中的温开水再倒出来,并迅速盖紧瓶盖。 3. 观察瓶子慢慢的瘪了。

实验中的科学: 瓶子内气体温度降低,压强减小。由于瓶子外的空气比瓶子内的空气压力大,所以把瓶子压瘪了。

创造: 如果瓶子里气体的压力比瓶子外空气的压力大,瓶子会变成什么样子?

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实验30 会跳远的乒乓球

思考:乒乓球放在高脚杯中,你怎样吹气,球才会跳出杯子呢? 实验准备:高脚杯2个、乒乓球1个 实验操作:

1. 把两个高脚杯并排放置 ; 2. 将乒乓球放在第一个杯子中;

3. 从不同角度吹气,看看乒乓球有什么状况:对着球的侧面吹气;对着球的上方吹气 。

实验中的科学:

1.流体的压强与流速有关,流速越大,压强越小。高速前行的火车,不能靠得太近,可能被吸过去,发生危险,就是这个原因。高速前行的火车带动空气流动---压强小,背后的大气压强大,产生一个压强差,会将乘客推向火车。

2.向球的侧面吹气,乒乓球不容易跳到第二个杯子里去(或跳出来) ;

3.向球的上方吹气,上方压力变小,乒乓球会浮起来,继续吹,就跳入第二个杯子去了 。

创造:换个新方法也能让乒乓球跳到下一个杯子里 。

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实验31 会吹泡泡的瓶子

思考:你知道瓶子是怎样吹泡泡的吗?

实验准备:饮料瓶1个、冷热水各1杯、彩色水一杯、大盘子1个、橡皮泥1块、吸管若干

实验操作:

1. 将吸管逐一连接,形成长管(连接口用胶带封好)。 2. 将吸管放入瓶中,并用橡皮泥密封住瓶口,然后把瓶子放置在盘子中。

3. 弯曲吸管,使吸管另一端进入有色水的玻璃杯中。 4. 向瓶子壁上浇热水,杯子中的吸管会排放大量气泡。 5. 向瓶子壁上浇冷水。

6. 玻璃杯中的水会经过吸管流入瓶中。 实验中的科学:

1. 因为塑料瓶很薄,于是热可以穿过瓶壁,使瓶子中的空气变热。 2. 瓶子中的空气受热后会膨胀。

3. 水中的气泡就是空气膨胀时,被挤出瓶子的空气。 4. 瓶子中的空气遇冷时收缩。

5. 瓶子中的空气收缩时,水便占据了剩余的空间。 创造:瓶子盖太紧时,你知道如何用最好的方法打开它吗?

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实验32 这样扎气球,气球会爆炸吗?

实验准备:气球,细线,透明胶布(或橡皮膏),钢针 实验过程

1.给一只气球吹足气,系紧口子。

2.用一块透明胶布(橡皮膏也可)贴在气球上,拿一根针从贴着透明胶布的地方把气球扎破。

你想想看:气球会不会“啪”的一声爆炸吗?

实验中发生了什么:你也许认为气球要爆炸了吧!其实,气球并没有“啪”的一声炸掉。

实验中的科学: 在一般情况下,用针扎破气球,气球肯定会爆炸;现在的情况不同,你会看到气从针孔处徐徐冒出来,气球却像泄了气的车胎一样慢慢地瘪下去。是什么道理呢?

原来气球扎破时,溢出的空气造成一股压力,橡皮和胶布对这种压力的反应各不相同。当压缩空气从气球扎破的地方冲出时,橡皮脆而薄,气球皮一下就被撑破了,同时发出很大的破裂声。透明胶带比较坚固,它可以抵住压缩空气冲出造成的压力,所以气球不会“啪”的一声爆炸。

这个实验的原理,已经被人们运用到了生产实践中,防爆车胎就是据此原理制成的。

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防爆轮胎学名又叫“泄气保用轮胎”。英文缩写RSC。充气后的轮胎胎壁是支撑车辆重量的主要部位,特别是一些扁平比(扁平比是轮胎高度与宽度的比)较大的轮胎,胎壁非常“肥厚”,“爆胎”严重时通常会导致胎壁的瞬间崩溃,从而使轮胎瞬间失去支撑力,导致车辆重心立刻发生变化,特别是前轮驱动车的前轮爆胎,爆胎后瞬间的重心转移很可能会使车辆失控。

如果驾驶者没有爆胎后驾驶经验(大多数人都没有),可能会做到错误的驾驶动作(例如急刹车),这将导致车辆无法挽救的失控。

爆胎是非常严重的安全事故,特别是在高速公路爆胎。据统计,国内高速公路70%的意外交通事故是由爆胎引起的,而时速在160公里以上发生爆胎死亡率接近100%。

给车辆配置“防爆轮胎”就最大程度的解决了令人担心的安全问题。不过,真正称得上的“防爆轮胎”是军用的6×

6、8×6等轮胎越野装甲车,它们的轮胎里设计了专门的金属条,即使遇到炮火弹片击穿也能保持轮胎不会发生形变,继续前进。普通的民用“防爆轮胎”虽然做不到如此强悍,但其“防爆”原理是基本一样的。

RSC轮胎与传统轮胎的不同之处包括防爆特性、加强的侧壁、附加的气门嘴条带和高耐热性的合成橡胶材料。

RSC在轮胎泄气的情况下,车辆仍然可以80公里/小时的车速行驶250公里。

RSC防爆轮胎之所以泄气后不会垮下,主要是因为加厚的橡胶侧壁,即使失去气压,侧壁也能够支撑车辆的重量,不会导致严重

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的变形,因此轮胎爆胎后并不会严重影响车辆的行驶,甚至车主有可能感觉不到。

为了防止轮胎变形后脱离轮圈,轮圈是经过特殊设计的,轮圈上的凸峰能够防止轮胎在压力突然下降后脱离。装备防爆轮胎的车辆,在细小的泄气发生时,可能车主不会发觉,因此RSC还包含了安装在轮圈上TPI电子警告系统,一旦轮胎压力开始下降,RSC立即向驾驶者发出警告。毕竟,轮胎气压不足总是危险的。

宝马的RSC防爆轮胎是德国大陆(马牌)产品,其防爆胎的设计原理是利用坚固的侧壁提供支撑。而另一种防爆轮胎的设计方案,则是在里面安装一个被称作固定圈的装置,这个固定圈可以从内侧支撑轮胎,从而使轮胎不至于被压坏,同时还能防止轮胎从轮胎垫圈上脱落。

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实验33 瓶子赛跑

思考:装有砂子和装有水的两个同等重量的瓶子从一个高度滚下来,谁先到达终点?

实验准备:同等大小、重量相等的瓶子两个,砂子,水,长方形木板两块,两本厚书,烧杯2个,天平一台

实验过程

1.用长方形木板和两本书达成一个斜坡;

2.将水倒入一个瓶子中,将砂子倒入瓶子中(水和砂子重量相等); 3.把两只瓶子放在木板上,在同一起始高度让两只瓶子同时向下滚动。

实验中看到了什么: 装水的瓶子比装砂子的瓶子提前到达终点。 实验中的科学:砂子对瓶子内壁的摩擦比水对瓶子内壁的摩擦要大得多,而且砂子之间还会有摩擦,因此它的下滑速度比装水的瓶子要慢。

创造:将瓶子里的物质换一换,再让它们比赛吧!

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实验34 烧不坏的手绢

实验准备:手绢1块,大号镊子1把,酒精和水适量,杯子1个,火柴1盒。

实验步骤

(1)把一块普通的手绢浸在一个有透明液体(酒精和水以2:1比例混合)的杯子里,用镊子按几下,让手绢全部浸湿;

(2)用大号镊子夹住手绢的一个角,把它从杯子里夹出来,然后用火柴把手绢点燃,只见烈焰腾腾,好像手绢立刻就要被烧成灰烬。等到火焰逐渐小了以后,迅速抖动手绢,使火焰熄灭。

实验中发生了什么: 你会惊奇地发现,手绢仍然完好无损。 实验中的科学:酒精与水混合,其燃点会降低。杯子里的液体是两份酒精和一份水混合而成的。浓度100%乙醇的燃点为75摄氏度,与水混合浓度越低,燃点越低,燃烧时的烈焰是酒精在燃烧。酒精燃烧时发出的热量被水吸收了,使得温度不能达到手绢的燃点,所以手绢是不会被烧坏的。

为了说明上面道理,我们还可以做下面的实验。找一根比较粗的铜棒或者直径10厘米左右的实心铜球,用手绢把铜棒紧紧地包起来,然后再把裹紧铜棒的手绢放在酒精灯上烧,边烧边慢慢地移动裹紧铜棒的手绢,不要让火焰老是集中烧在一个地方。一会儿,把手绢打开,你会发现手绢并没有被烧坏。这是因为手绢是紧贴着铜棒的,在火焰上加热

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时,受到的热迅速传递给了铜棒。铜传热的本领很大,要使铜棒的温度升高到手绢的燃点,需要较长的时间,所以手绢没有被烧着。(注意:加热的时间不要过长,否则,铜棒温度会过高,手绢会被烧着的。)

实验仪器范文第3篇

绪论

一、土工试验的对象和作用

土工试验是对土的工程性质进行测试,并获得土的物理性指标(如密度、含水率、土粒比重等)和力学性指标(如压缩模量、抗剪强度指标等)的实验工作,从而为工程设计和施工提供可靠的参数,它是正确评价工程地质条件不可缺少的前提和依据。

土是自然界的产物,其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的,并且随其受力状态、应力历史、加载速率和排水条件等的不同而变得更加复杂。、所以,在进行各类工程项目设计和施工之前,必须对工程项目所在场地的土体进行土工试验,以充分了解和掌握土的各种物理和力学性质,从而为场地岩土工程地质条件的正确评价提供必要的依据。因此,土工试验是各类工程建设项目中首先必须解决的何题。

从土力学的发展历史及过程来看,从某种意义上也可以说土力学是土的实验力学,如库仑(Coulomb)定律、达西(Darcy)定律、普洛特(Practor))压实理论以及描述土的应力一应变关系的双曲线模型等,无一不是通过对、土的各种试验而建立起来的。因此,土工试验又为土力学理论的发展提供依据,即使在计算机及计算技术高度发达的今天,可以把土的复杂的弹塑性应力一应变关系纳人到岩土工程的变形与稳定计算中去,但是土的工程性质的正确测定对于这些计算模型的建立以及模型中参数的确定仍然是一个关键伺题。所以,土工试验在土力学的发展过程中占有相当重要的地位。

采用原位测试方法对土的工程性质进行测定,较之室内土工试验具有不少优点,原位测试方法可以避免钻孔取土时对土的扰动和取土卸荷时土样回弹等对试验结果的影响,试验结果可以直接反映原位土层的物理状态,某些不易采取原状土样的土层(如深层的砂),只能采用原位测试的方法。但在进行原位测试时,其边界条件较为复杂。在计算分析时,有时还需作不少假定方能进行,如十字板剪切试验结果整理中的竖向和水平向抗剪强度相等的假定等,并且有些指标还不能用原位测试直接测定,如应为路径、时间效应及应变孩率等对主的性状的影响。室内土工试验由于能进行各种模拟控制试验以及进行全过程和全方位的量测和观察,在某种程度上反而能满足土的计算或研究的要求。因此,室内土工试验又是原位测试所代替不了的。

任何试验都有其一定的局限性,土工试验一样也有其局限性。其实,当土样从钻孔中取出时,就已产生两种效应使该土样偏离了实际情况,一是取土、搬运及试验切土时的机械作用扰动了土的结构,降低了土的强度;二是改变了土的应力条件,土样产生回弹膨胀。这两种效应统称为扰动,扰动使试验指标不符合原位土体的工程性状。除此以外,试样的数量也是非常有限的,一层土一般只能取几个或十几个试样,试样总体积与其所代表的土层体积相比,相差悬殊;同时,土还是各向异性的,在垂直方向上与在水平方向上,其性质指标是不相同的。而室内土工试验的应力条件是相对理想和单一化的,如固结试验是在完全侧限条件

下进行的,三轴压缩试验也仅是轴对称的,这些条件均与实际土层的受力条件不尽相符。因此,土工试验有一定的局限性,另外,土工试验成果因试验方法和试验技巧熟练程度的不同,也可能会有较大差别,这种差别在某种程度上甚至大于计算方法所引起的误差。

二、土工试验项目

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

土的含水率试验 土的密度试验 土的液限塑限试验 土的击实试验 土的渗透试验 土的压缩固结试验 土的直剪试验

实验一: 密度试验(环刀法)

一、概述

土的密度ρ是指土的单位体积质量,是土的基本物理性质指标之一,其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度,是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据,也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。土的密度一般是指土的天然密度。

二、试验方法及原理

密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土,宜采用环刀法;对于易碎、难以切削的土,可用蜡封法,对于现场粗粒土,可用灌水法或灌砂法。环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法,环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。

1.仪器设备

(1)恒质量环刀:内径6. 18cm(面积30cm2)或内径7. 98cm(面积50cm2),高20mm,壁厚1.5mm;

(2)称量500g、最小分度值0. 1g的天平;

(3)切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。

2. 操作步骤

(1) 按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样,其直径和高度应大于环刀的尺寸,整平两端放在玻璃板上。

(2) 在环刀内壁涂一薄层凡士林,将环刀的刀刃向下放在土样上面,然后用手将环刀垂直下压,边压边削,至土样上端伸出环刀为止,根据试样的软硬程度,采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平,并及时在两端盖上圆玻璃片,以免水分蒸发。

(3)擦净环刀外壁,拿去圆玻璃片,然后称取环刀加土质量,准确至0. 1g。

环刀法试验应进行两次平行测定,两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3.,并取其两次测值的算术平均值。

实验二: 含水率试验(烘干法)

一、概述

土的含水率是指土在温度105-110℃下烘到衡量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值,以百分数表示。

二、试验方法及原理

含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等,其中以烘干法为室内试验的标准方法。烘干法是将试样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法,是室内测定含水率的标准方法。

1.仪器设备

(1)保持温度为105110℃的自动控制电热恒温烘箱或沸水烘箱、红外烘箱、微波炉等其他能源烘箱; (2)称量200g、最小分度值0. 0lg的天平; (3)装有干燥剂的玻璃干燥缸; (4)恒质量的铝制称量盒。

2.操作步骤

(1)从土样中选取具有代表性的试样15~30g(有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g),放人称量盒内,立即盖上盒盖,称盒加湿土质量,准确至0. 0lg。

(2)打开盒盖,将试样和盒一起放人烘箱内,在温度105^-110℃下烘至恒量。试样烘至恒量的时间,对于粘土和粉土宜烘8~10h,对于砂土宜烘6~8h。对于有机质超过干土质量5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。

(3)将烘干后的试样和盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放人干燥器内冷却至室温。 (4)将试样和盒从干燥器内取出,称盒加干土质量,准确至0. 0lg。

烘干法试验应对两个试样进行平行铡定,并取两个含水率测值的算术平均值。当含水率小于40%时,允许的平行测定差值为1%;当含水率等于、大于40%时,允许的平行测定差值为2%。

实验三: 土的液塑限试验

一、概述

界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于0. 5mm, 且有机质含量不超过5%,且宜采用天然含水率的试样,但也可采用风干试样,当试样中含有粒径大于0. 5mm的土粒或杂质时,应过0.5mm的筛。

二、液限试验(圆锥仪液限试验)

液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率,测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法等试验方法,也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。

圆锥仪液限试验就是将质量为76g的圆锥仪轻放在试样的表面,使其在自重作用下沉人土中,若圆锥体经过5s恰好沉人土中10 mm深度,此时试样的含水率就是液限。

1.仪器设备

(1)圆锥液限仪;

(2)称量200g,最小分度值0. 0lg的天平; (3)烘箱、干燥器;

(4)铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵等设备。

2.操作步骤

(1)选取具有代表性的天然含水率土样或风干土样,若土中含有较多大于0.5mm的颗粒或夹有多量的杂物时,应将土样风干后用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,然后再过0.5mm的筛。

(2)当采用天然含水率土样时,取代表性土样250g,将试样放在橡皮板或毛玻璃板上搅拌均匀;当采用风干土样时,取过0.5mm筛的代表性土样200g,将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状,然后放人调土皿中,盖上湿布,浸润过夜。

(3)将土样用调土刀充分调拌均匀后,分层装人试样杯中,并注意土中不能留有t空隙,装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平,并将试样杯放在底座上。

(4)将圆锥仪擦拭干净,并在锥尖上抹一薄层凡士林,两指捏住圆锥仪手柄,保持锥体垂直,当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时,轻轻松手让锥体自由沉人土中。

(5)放锥后约经5s,锥体人土深度恰好为10 mm的圆锥环状刻度线处,此时土的含水率即为液限。 (6)若锥体人土深度超过或小于l0mm时,表示试样的含水率高于或低于液限,应该用小刀挖去沾有凡士林的土,然后将试样全部取出,放在橡皮板或毛玻璃板上,根据试样的干、湿情况,适当加纯水或边调拌边风干重新拌和,然后重复(3)~(5)试验步骤。

(7)取出锥体,用小刀挖去沾有凡士林的土,然后取锥孔附近土样约10~15g,放人称量盒内,测定其含水率。

液限试验需进行两次平均测定,并取其算术平均值,其平行差值不得大于2%。

三、塑限试验(滚搓法)

塑限是区分粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水率,测定土的塑限的试验方法主要是滚搓法。滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条,当土条直径达3mm时产生裂缝并断裂,此时试样的含水率即为塑限。

1.仪器设备

(1) 200mm×300mm的毛玻璃板;

(2)分度值0. 02mm的卡尺或直径3 mm的金属丝; (3)称量200g,最小分度值0. 0lg的天平; (4)烘箱、干燥器;

(5)铝制称量盒、滴管、吹风机、孔径为0. 5mm的筛、研钵等。

2. 操作步骤

(1)取代表性天然含水率试样或过0.5 mm筛的代表性风干试样100g, 放在盛土皿中加纯水拌匀,盖上湿布,湿润静止过夜。

4 (2)将制备好的试样在手中揉捏至不粘手,然后将试样捏扁,若出现裂缝,则表示其含水率已接近塑限。

(3)取接近塑限含水率的试样8~10g, 先用手捏成手指大小的土团(椭圆形或球形),然后再放在毛玻璃板上用手掌轻轻滚搓,滚搓时应以手掌均匀施压于土条上,不得使土条在毛玻璃板上无力滚动,在任何情况下土条不得有空心现象,土条长度不宜大于手掌宽度,在滚搓时不得从手掌下任一边脱出。

(4)当土条搓至3 mm直径时,表面产生许多裂缝,并开始断裂,此时试样的含水率即为塑限。若土条搓至3 mm直径时,仍未产生裂缝或断裂,表示试样的含水率高于塑限;或者土条直径在大于3 mm时已开始断裂,表示试样的含水率低于塑限,都应重新取样进行试验。

(5)取直径3mm且有裂缝的土条3-5g,放人称量盒内,随即盖紧盒盖,测定土条的含水率。 塑限试验需进行两次平均测定,并取其算术平均值,其平行差值不得大于2%。

四、液、塑限联合测定法

液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥人土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥人土深度,并绘制其关系直线图,在图上查得圆锥下沉深度为l0mm(或17mm)所对应的含水率即为液限,查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即为塑限。

1.仪器设备

(1)液塑限联合测定仪。

(2)称量200g, 最小分度值0. 0lg的天平。

(3)烘箱、干燥器。

(4)铝制称量盒、调土刀、孔径为0. 5mm的筛、研钵、凡士林等。

2.操作步骤

(1)原则上采用天然含水率土样,但也可采用风干土样,当试样中含有粒径大于0. 5mm的土粒和杂物时,应过0. 5 mm筛。

(2)当采用天然含水率土样时,取代表性试样250g; 采用风干土样时,取过0. 5mm筛的代表性试样200g, 将试样放在橡皮板上用纯水调制成均匀膏状,放人调土皿,盖上湿布,浸润过夜。

(3)将制备好的试样用调土刀充分调拌均匀后,分层装人试样杯中,并注意土中不能留有空隙,装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平,并将试样杯放在联合测定仪的升降座上。

(4)将圆锥仪擦拭干净,并在锥尖上抹一薄层凡士林,然后接通电源,使电磁铁吸住圆 锥。

(5)调节零点,使屏幕上的标尺调在零位,然后转动升降旋钮,试样杯则徐徐上升,当锥尖刚好接触试样表面时,指示灯亮,立即停止转动旋钮。

(6)按动控制开关,圆锥则在自重下沉人试样,经5s后,测读显示在屏幕上的圆锥下沉深度,然后取出试样杯,挖去锥尖入土处的凡士林,取锥体附近的试样不少于log,放人称量盒内,测定含水率。

(7)将试样从试样杯中全部挖出,再加水或吹干并调匀,重复以上试验步骤分别测定试样在不同含水率下的圆锥下沉深度。液塑限联合测定至少在三点以上,其圆锥入土深度宜分别控制在3~4mm,7~9mm和15~17mm。 3. 液限和塑限确定

以含水率为横坐标、以圆锥人土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与圆锥人土深度关系曲线,如下图所示。三点应在一直线上,如图中A线。当三点不在一直线上时,通过高含水率的点与其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的两个含水率,当所查得的两个含水率差值小于2%时,应以该两个含水率平均值的点(仍在圆锥下沉深度为2mm处)与高含水率的点再连一直线,如图中B线,若两个含水率的差值大于、等于2时,则应重做试验。

在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得圆锥下沉深度为17mm所对应的含水率为17mm液限;查得圆锥下沉深度为l0mm所对应的含水率为l0mm液限;查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限,取值以百分数表示,准确至0.1%。

实验四 击实试验

一、 概述

本实验的目的是用击实仪在一定击实次数下测定土的最大干密度和最优含水量,借以了解土的压实性质。

本实验采用南实处型击实仪,此仪器适用于粒径小于5毫米的土粒,如粒径大于5毫米的土粒重量介于总土量的3—30%时,允许以本仪器用粒径小于5毫米的土料进行实验,但应对实验结果进行校正,如粒径大于5毫米的土粒重量小于总量的30%时,可以不加校正.

二、试验设备、方法与原理 1.仪器设备

(1)击筒容量为1000立方厘米, 锤重2.5公斤,南实处型落距为460毫米. (2)天平:感量0.01克. (3)台秤:称重10公斤,感量1克. (4)筛:孔径5毫米. (5)其它:推土器,削土刀,称量盒,搪瓷盘,水喷水器,碎土设备和少量轻机油. 2. 操作步骤

(1)将具有代表性的风干土样,或在低于60ºC摄氏度温度下烘干的土样,或天然含水量低于塑限可以碾散过筛的土样,放在橡皮板上用木碾碾散,过5毫米筛后备用(本步骤由实验室完成). (2)参照土的塑限,估计其最佳含水量0p,预定至少五个不同含水量,使各含水量依次相差约2%,且其中至少有二个大于和小于0p。各个预定含水量及土样原有含水量(由实验室给出),按下式计算所需的加水量: mωmω00.01(ωω0)

10.01ω0式中: mω——所需的加水质量,克。

mω0——含水量为ω0时的土质量,克。

ω——要求达到的预期含水量,%。

ω0——土样原有的含水量,%。

(3)按预定含水量制备试样。取土样约2.5千克,平铺于不吸水的平板上,用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量,稍静置一段时间后,装入塑料袋内或密封于盛土器内静置备用。静置时间对高液限粘土(CH)不得少于一昼夜,对低液限粘土(CL)可酌情缩短,但不应少于12小时. (4)准备好击实筒和击锤,把击实筒固定于底板,检查各部分螺丝接头是否完好,筒与底板是否接触好,螺丝是否拧紧,击实筒底面和筒内壁需涂少许润滑油. (5)将击实筒连底板放在坚实地面上,将制备的土样分三层放入击实筒内,每装一层击实一层,每层25击.如土系用于中小型堤坝工程,则可用每层15击.每层的装土及击实方法如下: 取制备好的试样600—800克(使击实后的略高于筒高的1/3)倒入筒内,整平其表面,并用圆木板稍加压紧,按25击(或15击)击数进行击实.击实时,提起击锤与导筒顶接触(落高为460毫米)后,使其自由铅直下落,每次锤击时应挪动击锤,使锤迹均匀分布于土面.然后安装护筒,把土面刨成毛面,重复上述步骤进行第二及第三层的击实.击实后高出击实筒的余土高度不得大于10毫米. (6)用削土刀小心沿护筒内壁与土的接触面划开,转动并取下护筒(注意勿将击实筒内土样带出),齐筒顶细心削平试样,拆除底板.如试样底面超出筒外,亦应削平.然后檫净筒外壁,用台秤称出筒加土重,称重准至1克. (7)用推土器推出筒内试样,从试样中心不同位置处取两小块各约15~30克土,测定其含水量,计算

6 准至0.1%,其平行误差不得超过1%. (8)按4到7步骤进行其余含水量下土的击实和测定工作.

三、计算及制图

1.按下式计算击实后各点的干密度: d10.01

式中: d-—干密度,g/cm

3ρ-—湿密度,g/cm3

ω-—击实后测定的含水量,% 2.将测得的不同d及ω值,绘出d及ω关系曲线(即击实曲线).曲线上峰点的坐标分别为dmax和op.如不能连接成合理曲线时,应进行补点实验. 3.按下式计算饱和含水量: sat(%)(1)100% dGs式中:sat(%)--饱和含水量(%);

Gs--土粒比重;

--水的密度g/cm3。

计算几个干密度下土的饱和含水量,以干密度为纵坐标,饱和含水量为横坐标,绘制饱和曲线(见击实实验记录).

1.8击实曲线1.5151.7最大干密度1.67最优含水量20%饱和度100%密度rd克/厘米21.6171920212324

含水量 ω%

7 实验

五、渗透实验

一、概述:

渗透是水流经多孔介质的现象.若土中渗透水流呈层流状态,则渗透速度与水力坡降成正比.当水力坡降等于1时的渗透速度,称为土的渗透系数. 本次实验是在室内南55型渗透仪测定粘性土的渗透系数,渗透系数是估算渗流量,饱和条件下土工建筑物与地基内的渗水流速,以及选择筑坝土料的重要指标.

二、试验设备、方法与原理

1.仪器设备

(1)渗透仪

(2)无空气水

(3)量筒: 容量100立方厘米,精度1立方厘米

(4)其他: 秒表,温度计,凡士林,修土刀等

2. 操作步骤

(1)按工程需要,取原状土或制备成所需状态的扰动土样,按前述容重实验中环刀取土的方法操作,修平环刀上下土样突出的部分,但不得用刀在土样两端反复涂抹,切削试样时应根据要求将环刀刃口垂直或平行于土的天然层面。

(2)测定试样容重,并取削下的余土测定含水量。

(3)将容器套筒内壁涂上一薄层凡士林,然后将装有试样的环刀推入套筒,并压入止水垫圈.刮去挤出的凡士林.装好带有透水石和垫圈的上下盖,并且用螺丝拧紧,不得漏气漏水。

(4)把装好式样的容器的进水口与供水源装置连通,关止水夹。使供水瓶注满水,直至供水瓶的排气孔有水溢出时为止。

(5)把容器侧立,排气管向上,并打开排气管管夹。然后打开止水夹及进水口管夹,排除容器底部的空气,直至水中无夹带气泡溢出为止。关闭气管管夹,平放好容器。

(6)在不大于200cm水头作用下,静置某一时间,待上出水口7有水溢出后,开始测定。

(7)当采用变水头时,将水头管充水至需要高度后,关止水夹5(2),开动秒表,同时测记起始水头h1,经过时间t后再测记终了水头h2(每次测定的水头差应大于10厘米)。如此连续测记2~3次后,再使水头管水位回升至需要高度,再连续测记数次,前后需6次以上,试验终止①,同时测记试验开始时与终止的水温。

(8)当采用常水头时打开5(1)、5(2)、5(3)止水夹,开动秒表,同时用量筒接取出水口7处

3时间t的渗水量,并测记水头h及水温TºC,如此重复测记6次以上,每次定的水量,应不少于5.0cm。

三、计算及制图

1.按下式计算渗透系数: KT2.20 或

KThaL log1(变水头)Ath2QL(常水头)

Aht注:①每次测定的水头应大于10厘米.对较粘的试样或较密实的试样,测记时间可能长,为避免测试过程中水温变化较大,影响实验结果,规定每测试一次,应在3~4小时内完成.如不能满足上述要求,可加大作用水头或改用负压法. 测试时,如发现水流过快,应检查试样及容器漏水或试样集中渗流现象.有,则应重新制样,安装. 式中: KT-水温TºC时的土的渗透系数,厘米/秒;

8 a-测压管的断面积,平方厘米; A-试样的断面积,平方厘米; L-试样长度,厘米; t-水头自h1降到h2所经的时间,秒; h1-测压管中开始水头,厘米;

h2-测压管中终了水头,厘米; Q-时间t内的渗透流量,立方厘米; h-常水头,厘米. 2.按下述公式计算水温10ºC时的渗透系数.以10ºC为标准是由于地下水渗流的温度在10ºC右,选它做标准是为了符合实际渗透情况. K10KtT 10式中: K10-水温为10ºC时土的渗透系数,厘米/秒; KT-水温为TºC时土的渗透系数,厘米/秒; T-TºC时水的动力粘滞系数,克秒/平方厘米; 10-10ºC时水的动力粘滞系数,克秒/平方厘米. T比值与温度的关系见表5—1. 10 3.取测得的六个(或四个)渗透系数较接近的数个求其算术平均值.

实验六: 土的压缩、固结试验

一、概述

标准固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土,制备成一定规格的土样,然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的压缩变形,且试样在每级压力下的固结稳定时间为24h。

二、试验方法与原理 1. 仪器设备

(1) 固结容器。由环刀、护环、透水板、加压上盖等组成,土样面积30cm2或50cm2,高

度2cm。

(2)加荷设备。可采用量程为5~l0kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加荷设备。

(3) 变形量测设备。可采用最大量程l0mm, 最小分度值0.0lmm的百分表,也可采用一准确度为全量程0. 2%的位移传感器及数字显示仪表或计算机。

(4)毛玻璃板、圆玻璃片、滤纸、切土刀、钢丝锯和凡士林或硅油等。

2.试验步骤

(1)按工程需要选择面积为30cm,或50cm的切土环刀,环刀内侧涂上一层薄薄的凡士林或硅油,刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上,切取原状土样时应按天然状态时垂直方向一致。

(2)小心地边压边削,注意避免环刀偏心入土,应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止,然后用钢丝锯(软土)或用修土刀(较硬的土或硬土),将环刀两端余土修平,擦净环刀外壁。

(3) 测定土样密度,并在余土中取代表性土样测定其含水率,然后用圆玻璃片将环刀两端盖上,防止水分蒸发。

(4)在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀(刀口向下),在土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸,再用提环螺丝将导环置于固结容器,然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球。

(5) 将装有土样的固结容器,准确地放在加荷横梁的中心,如杠杆式固结仪,应调整杠杆平衡,为保证试样与容器上下各部件之间接触良好,应施加1kPa预压荷载;如采用气压式压缩仪,可按规定调节气压力,使之平衡,同时使各部件之间密合。

(6) 调整百分表或位移传感器至“0”读数,并按工程需要确定加压等级、测定项目以及试验方法。

(7)加压等级可采用12. 5kPa,25kPa,50kPa,l00kPa,200kPa,400kPa,800kPa,1600kPa和3200kPa。第一级压力的大小视土的软硬程度,分别采用12. 5kPa, 25kPa或50kPa;最后一级压力应大于土层的自重应力与附加应力之和,或大于上覆土层的计算压力100-200kPa, 但最大压力不应小于400kPa。

(8)当需要确定原状土的先期固结压力时,初始段的荷重率应小于1,可采用0. 5或0.25.最后一级压力应使测得的e-lgp曲线下段出现直线段。对于超固结土,应采用卸压、再加压方法来评价其再压缩特性。

(9) 当需要做回弹试验时,回弹荷重可由超过自重应力或超过先期固结压力的下一级荷重依次卸压至25kPa,然后再依次加荷,一直加至最后一级荷重为止。卸压后的回弹稳定标准与加压相同,即每次卸压后24h测定试样的回弹量。但对于再加荷时间,因考虑到固结已完成,稳定较快,因此可采用12h或更短的时间。

(10)对于饱和试样,在试样受第一级荷重后,应立即向固结容器的水槽中注水浸没试样,而对于非饱和土样,须用湿棉纱或湿海绵覆盖于加压盖板四周,避免水分蒸发。

(11) 当需要预估建筑物对于时间与沉降的关系,需要测定竖向固结系数CV,或对于层理构造明显的软土需测定水平向固结系数CH时,应在某一级荷重下测定时间与试样高度变化的关系。读数时间为6s, 15s, lmin, 2. 25min, 4min,6. 25min,9min,12. 25min,16min,20. 25min,25min,30. 25min,36min,42.25min,49min,64min,100min,200min,400min,23h,24h,直至稳定为止。当测定CH时,需具备水平向固结的径向多孔环,环的内壁与土样之间应贴有滤纸。

(12)当不需要测定沉降速率时,则施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准;只需测定压缩系数的试样,施加每级压力后,每小时变形达0. 0lmm时,测定试样高度变化作为稳定标准。

10 (13)当试验结束时,应先排除固结容器内水分,然后拆除容器内各部件,取出带环刀的土样,必要时,揩干试样两端和环刀外壁上的水分,测定试验后的密度和含水率。

实验七: 直剪试验

一、概述

直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验,简称直剪试验,是测定土的抗剪强度的一种常用方法,通常采用4个试样,分别在不同的垂直压力p下,施加水平剪切力,测得试样破坏时的剪应力τ, 然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ甲和粘聚力c。

二、试验方法

直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。

1. 慢剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下,固结至排水变形稳定(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm),再以小于每分钟0.02mm的剪切速率缓慢施加水平剪应力,在施加剪应力的过程中,使土样内始终不产生孔隙水压力,用几个土样在不同垂直压力下进行剪切,将得到有效应力抗剪强度参数φs、cs,但历时较长,剪切破坏时间可按下式估算

tf =50t50 式中 tf —达到破坏所经历的时间;

t50 —固结度达到50%的时间。

2. 固结快剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下,固结至排水变形稳定,再以每分钟0.8mm的剪切速率施加剪力,直至剪坏,一般在3 ~ 5min内完成,适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。由于时间短促,剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力,用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪,便能求得抗剪强度参数值φcq、ccq,其值称为总应力法抗剪强度参数。

3.快剪试验。采用原状土样尽量接近现场情况,以每分钟0.8mm的剪切速率施加剪力,直至剪坏,一般在3~5min内完成,适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。这种方法将使粒间有效应力维持原状,不受试验外力的影响,但由于这种粒间有效应力的数值无法求得,所以试验结果只能求得(σtan φq + cq)的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度,但φq角将会偏大。

三、仪器设备

1. 直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪。

2. 测力计。采用应变圈,量表为百分表或位移传感器。

3.环刀。内径6.18cm, 高2.0cm。

4.其它。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、圆玻璃片以及润滑油等。

四、操作步骤

1. 对准剪切盒的上下盒,插人固定销钉,在下盒内放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。

2. 将盛有试样的环刀,平口向下、刀口向上,对准剪切盒的上盒,在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块,然后将试样通过透水石徐徐压人剪切盒底,移去环刀,并顺次加上传压活塞及加压框架。

3. 取不少于4个试样,并分别施加不同的垂直压力,其压力大小根据工程实际和土的软硬程度而定,一般可按25kPa,50kPa,100kPa,200kPa,300kPa,400kPa,600kPa„施加,加荷时应轻轻加上,但必须注意,如土质松软,为防止试样被挤出,应分级施加。

4. 若试样是饱和试样,则在施加垂直压力5min后,向剪切盒内注满水;若试样是非饱和土试样,不必注水,但应在加压板周围包以湿棉纱,以防止水分蒸发。

5. 当在试样上施加垂直压力后,若每小时垂直变形不大于0.005mm, 则认为试样已达到固结稳定。 6. 试样达到固结稳定后,安装测力计,徐徐转动手轮,使上盒前端的钢珠恰与测力计接触,测记测力计初读数。

7. 松开外面四只螺杆,拔去里面固定销钉,然后开动电动机,使应变圈受压,观察测力计的读数,它将随下盒位移的增大而增大,当测力计读数不再增加或开始倒退时,即出现峰值,认为试样已破坏,记下破坏值,并继续剪切至位移为4mm时停机;当剪切过程中测力计读数无峰值时,应剪切至剪切位移为6mm时停机。

实验仪器范文第4篇

化工原理实验课是一门理论与实际结合很紧密的课程。虽然课程已经结束,但我对实验时的场景仍然记忆犹新。

和以前开设的实验课一样,老师要求我们实验前须做到充分预习。复习伯努利实验时,我发现伯努利方程有多个表达式。每个表达式代表的意义不同。,由于压强在实际中容易测出,因此可以通过测定各部位压强来验证伯努利方程。从实验预习给我的深刻印象是:没有掌握理论知识是不可能充分理解实验原理的,每次预习前,因为对该实验理论知识的遗忘都使我花大时间去重新复习,预习过程使我再次复习了理论知识,也对实验的顺利完成信心提升了不少。

实验过程是一个深刻体会理论联系实际,指导时间的过程。每次在我们亲手做实验前,老师都会细心认真地给我们讲解仪器装置的操作步骤,说明如何记录实验现象。要做好实验必须按照实验步骤进行,能够在预习之前熟悉操作步骤固然很好,但是实际的操作与理论又有所不同。

初见装置实物时有种生疏感,,众多开关,阀门使我感觉实验无从下手,例如,在流体流动阻力的测定过程中,实验要求我们测水通过三根不同管(光滑管、粗糙管和局部阻力管)的压降,十几个实验控制开关在交错的管路中,光是熟悉水的流动路径就得认真认识,而对于各个开关的操控就比其他类型的实验显得更复杂。要动手做实验,就必须清楚装置的运作原理,在其他已做此实验的同学的指导下,我终于把管路和操作步骤熟悉透了。

在填料塔精馏过程实验中,填料精馏塔的塔身连接着很多管子,每根各司其职,虽然在实验前对实验有了充分的预习,管路的纵横交错使我又一次困惑起来,而课前老师的讲解对我来说十分重要,自己不明白的地方,在听老师讲解时有时便会豁然开朗:对于精馏塔的流程,首先,应该先给塔釜先加料,加料后对原料进行加热,然后就可以开始进行精馏操作了,对于塔顶应当用冷凝水冷凝,于是操作分加料,加热精馏,回收三个主步骤,对每个步骤的操作应该控制好各个开关,这样才不会出错。在我看来,每一个独立的实验装置都是一个小型的工厂,因为我们所做的每个实验现代化的工厂都找的到应用的例子,它们让我感觉实验很贴近实际,每个装置扩大化再加上工程师的调试,就可以投入生产了。

实验过程中,仔细认真地注意实验现象很重要,在膜分离实验中,我们用硫酸铜溶液进行实验,实验很简单,我本以为我们圆满地完成了实验,但之后老师问我们膜分离的效果怎么没写,我哑然无声了,做完了整个实验却没有认真观察实验现象,这无异于没有做完实验。因此,我特别提醒自己:以后做实验时,一定要注意观察实验中的现象和异常,这些地方往往是发现问题的关键所在。实验现象往往是实验是否成功的最直接证明,因此在实验过程要注意现象的观察和改进实验方法,在流体流动型态的观察和测定实验中,我们要调出管中红墨水细线的变化,实验中我发现通过转子流量计不能准确调控细线的状态,经过组员的一番讨论后,我们把红墨水量加多,并且耐心地调节流量计阀门,最终成功验证了实验现象。

要保证实验能够完成,实验装置需维持正常。在离心泵特性曲线的测定实验中,我们组差点犯了个错,就是在离心泵启动时,没有先关闭泵的出口阀门,而且在离心泵关闭前没有关闭泵的出口阀门。离心泵的轴功率随流量的增大而上升,流量为零时轴功率最小。若没有关闭出口阀门,离心泵突然启动时,由于流量瞬变,轴功率瞬间变大,使得启动电流陡然增大,从而大大增加了烧坏电机的可能性。而离心泵关闭前,如果未关闭出口阀门,离心泵停止工作的瞬间,出口处的高压水流会逆流冲击叶片,多次重复这种情况,会减短离心泵的寿命或直接损毁叶片,导致装置的损坏。通过其他组同学的提醒,我们避免了这一错误。我也在反思,要将实验做好,除了理论知识要掌握外,爱护实验设备和要保护实验设备的意识是把每个实验者必备的素质。

化工实验让我第一次感觉到电脑在实验过程中的强大,在流体流动阻力实验,恒压过滤实验,空气传热系数等实验中我们都是用电脑来记录数据的,将要测参数部位的仪器通过传感器与电脑连接起来,在设计的监控软件上就能实时监测与采集数据。较之人工测量方便了很多。

实验过程是一个收获颇多的过程,通过与组员的配合交流,发现并改进问题,我在实验方面的操作能力长进了不少。

我发现,写报告很考验自己语言总结的能力,虽然比较枯燥,但是受益却非浅,比如在处理数据的过程中,公式的繁杂与推算,数据量之大非常考验自己的耐心。在做填料精馏塔实验时,得到的原始数据是折光率,而要做塔板图时,需要得出各量的摩尔分率,因此得通过各个公式来由折光率推算摩尔分率,最终得到实验处理结果。虽然过程繁琐,但我发现完成这一“壮举”后,自己又熟悉了公式,熟悉了量的推算,对理论知识的掌握又更深了一步。

在完成实验报告的过程中,我自学了许多软件,例如word,excel,origin等等,如果不使用这些辅助软件,我想实验数据处理将会是一个的过程。在做空气传热系数实验的到数据后,数据量很大,手算需要花费很多时间,后来我就用excel添加公式然后循环拖放将各个流量下的值算出来了。忽然发现一个好的科研者应该知识渊博,因为很多学科对他都是很有帮助的。我现在还处在一个学习知识的阶段一个接受新事物的黄金阶段,以前认为的计算机过了级拿到证书就了事的想法真的很幼稚,那些知识在今天还都能够用上,为了今后不再有今天这样的遗憾,我决定今后更加扎实的学习,拓宽自己的知识面。

实验仪器范文第5篇

【摘 要】本文论述了演示实验在物理教学中的作用,教师要学会利用演示实验、探究实验,使学生提高认知能力,掌握物理知识,达到创新的目的。

【关键词】演示实验    物理    教师     作用

物理学是整个自然科学和现代技术发展的基础,是以实验为基础的学科,物理的创新成果都源自于实验,在物理学的发展过程中,实验是最活跃、最具有生命力的部分。在物理教学中,演示实验所具有的直观有效、形象生动的特点,使之成为物理教学的重要手段,是课堂教学的有机组成部分。通过物理演示实验的探究,学生能更好地理解物理概念、掌握物理规律、培养实验技巧、提高创新能力。因此,鉴于演示实验教学成为培养学生综合素质的重要环节,发挥教师的主导作用,对实验的内容选择、构思设计、演示过程及学生的参与程度等进行研究,将是深化物理教学的有效方法。

一、教师确立演示实验手段在教学中的作用

教师在教学中的演示实验是区别于讲课、习题课和普通物理实验的教学方式,在物理教学中的作用体现在:

1.引发注意力,激发探究知识的兴趣和热情

物理演示实验项目是利用物理学基本原理结合创造性思维设计制作出来的,集知识性和趣味性于一体,这些实验项目与自然界中存在的实验现象,以及人类的生活环境是息息相关的。既有古老的经典演示实验,如高压静电、海市蜃楼等,又有融合多种现代科学技术的演示探索实验,如3D 影视、超导磁悬浮等,所开设的内容都是经过精心组织设计的,实验本身对学生有强烈的吸收力,将精彩的演示实验展现在学生面前,能化抽象为具体,化枯燥为生动,能激发他们学习物理的兴趣,唤起他们的求知欲望。

2.启发学生认知能力,联想生活中的物理问题

一个人观察能力的强弱将决定他认识客观事物的现象或过程的准确程度和广泛程度。一个人只有准确而广泛地了解客观世界,才有可能进行正确的思维和想象,才有可能创新。要使学生对物理的所有基本概念、基本规律认识清楚,理解准确,掌握牢固,往往单靠抽象的讲解是办不到的,这就要借助于有说服力的实验。而演示实验恰能提供丰富的感性内容,变抽象为形象,正确地再现物理过程、现象及规律,纠正不正确、不合理的错误概念和思想,激发学生的思维灵感,降低思维的难度,扫除思维障碍,符合学生的认知特点。第二,教师在课堂上用PPT课件详细解释了静电屏蔽的电学原理,并启发学生思考在生活中是否存在类似现象。学生想到了高压线圈外的铁架,还有同学想到如果将易发生雷电地区的房屋装上这些具有屏蔽作用的笼网,可以保护人身安全。这样的演示实验体现出的物理原理使学生体会到生活中物理世界的奥秘。

3.加深学生记忆,巩固理论知识

心理学研究表明,学生对学习内容的巩固程度,跟学习的方式关系很大。一般来说,学生通过阅读文字材料或听教师讲授之后,能够记住10%-20%的知识;学生亲自看到的实物或实际现象能够记住30%;如果学生既听教师讲,又看到了实物或实验现象,能记住50%;如果学生看到了实物或实验现象,自己又描述过,便能记住70%。可见,教师或师生一起进行实验,并让学生在实验的基础上讨论、分析,最后得出物理概念和规律,学生便记得更牢固。如在学习互感时,讲到互感系数这个物理量时,教师强调互感系数只与线圈的形状、线圈大小、相对位置及周围的磁介质有关,与线圈中的电流无关,学生往往不能彻底地理解;而通过演示实验,分别改变线圈的形状、线圈大小、相对位置及插入磁介质的情况,观察感生电流,能明显看到感生电流的改变,使学生理解了互感系数这个物理量的属性,并留下较深印象。

二、教师在演示实验探究过程中的作用

教师要利用演示实验,对实验的内容选择、构思设计、演示过程及学生的参与程度等加以探索,引导学生正确认知实验的物理本质。

1.突出演示实验目的,引入重点知识

演示实验本身,无疑能使学生深刻地领会知识和技术,是培养学生各项能力发展的有利途径。但是,有的物理现象错综复杂,相互交织;有的好比闪电,瞬间即逝;有的因果关系现象不明显,只靠演示实验本身难以达到培养能力的目的。在演示教学中,如果学生只是看新鲜,求好奇,光看不想,演示实验就会只流于形式,这对学生能力的培养自然不利。因此,在进行演示实验时,教师重要的职责是把演示实验中的关键问题,物理演示实验的科学观点和思想方法向学生讲清楚。

2.注重学生观察能力、思维能力的培养和引导

引导观察能力:有资料表明,人从外界所接受的信息,有90%是通过视觉通道输入的,也就是说,人的大量知识是通过观察获得的。因此,要提高学生的各种能力,首先要提高观察能力。在演示实验过程中,教师要着力引导学生观察实验现象和过程,分清主次,明确观察目的与对象,善于透过一些表面现象或干扰因素,抓住物理现象的本质,认识现象的本质和现象之间的因果关系,从而得出结论。尤其是对一些极快或极慢的动态现象进行观察,如驻波实验、简谐振动的观察。在实验中引导学生根据观察到的现象,及时预测后续的现象和结果,从而使学生的思维集中到实验过程中,充分感知、及时发现问题。

培养思维能力:通过引导观察演示实验,可激发学生去思考实验发生的条件、原因及规律等。

演示实验的效果既直观又有效,既鲜明生动又富有吸引力,既能使学生获得感性认识,又能升华到理性认识,既开拓了思路又培养了能力。

3.促使学生积极参与,使学生自觉发挥主动学习意识

传统演示实验的教学,通常是教师演示,学生看,不同程度地限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响了学生实验心理素质的提高。因此,在演示实验中,要突出学生主体作用,其显著标志就是学生积极动脑、动手,感受、理解、参与知识产生和发展的过程,让学生在参与中动手,在探索中动脑,培养学生动手实践能力;要多角度地激励,最大限度地释放学生的潜能,培养学生的创新能力,如学生可以自主选择实验项目,创造发挥自己潜能的条件。

4.结合教学实际及所学专业,研究可行实验,让学生体会创新的乐趣,培育创新意识与潜能

目前,学生普遍感到物理“难学”,其原因之一就是物理教学中缺乏实验。为了解决这个问题,一方面教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就。另一方面,发挥学生的主观能动性,紧密结合教学内容,让学生自己动手制作一些能够演示物理学原理或现象的实验装置。此项活动可以分成两类:一类是仪器的模拟制作,如自制角动量守恒演示仪、范德格拉夫起电机、法拉第起电机;一类是自主设计制作创新性实验仪器,这类问题在课本上找不到现成的答案,对培养学生的创新能力起到很好的作用。

5.合理运用多媒体,创新演示实验教学

演示实验在物理教学中的作用是任何教学手段都无法替代的,多媒体只是一个辅助手段,教师在利用多媒体演示物理现象和展现规律时要把握时机,要找准切入点,要在学生通过观察实验,并经深入思考建立了自己认为正确的物理图景后,再展示多媒体课件,让学生比较、检验,使之实现认知结构的同化和顺应。如在波动实验中,可利用多媒体实验将某一时刻“定格”,观察每一质点的运动情况、大小和方向变化的全过程,安全逼真。学生直观地看到,每一质点并没有“随波逐流”,只在原来的位置上下做振动,从而理解波动不是质点在传播,而是波形的传播,能量的传播。

总之,物理教学中演示实验及探究,能展示生动而具体的实验现象,对于建立物理概念、导出物理规律、帮助学生认识事物的本质以及学习和领悟蕴涵于其中的科学思想方法都是至关重要的。对教师的教而言,不仅要以传授物理学家已经建立的物理知识为教学目的,还应该把物理学家们探索和认识物质世界的科学思想和科学方法渗透在整个教学过程中,通过演示实验情景和探究,重现物理学家们探索物质世界的科学研究过程,引导学生主动探究,达到培养学生物理学思想和物理学方法及提高学生科学素质的目的。

【参考文献】

[1]东南大学等七所工科院校编.物理学(上、下册)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2](美)罗伯特·在埃里希.物理演示实验集锦[M].北京:首都师范大学出版社 ,2011.

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