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反冲运动实验的两种自制教具

范文

王宇灵　杨树宏　韩独石

摘要：用身边器材自制了“线携式反冲运动实验器”和“旋转喷头模拟器”，介绍了制作的具体方法。两种自制教具都具有取材易、制作简、操作方便和现象明显等特点，演示反冲运动的实验效果良好。

关键词：反冲运动；物理实验；自制教具

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)2(S)-0061-2

在物理第二课堂活动中，我们自制了多种反冲运动实验教具。例如：“线携式反冲运动实验器”和“旋转喷头模拟器”两教具。它们各有特色，前者的用材纯系废料，制作和操作都很简单，不花钱，实验效果却不亚于购买的价值78元的2167型反冲运动演示器；后者不但变废为宝，而且既可以模拟旋转水龙头工作原理，又能演示反冲运动这一动量实验，特别是在设计制作中有两个巧妙的创新。介绍如下：

1 线携式反冲运动实验器（图1）

1.1 制作材料

细长形塑料矿泉水瓶1个、饮料吸管（一端戴乳胶套管）2根、细线绳（0.5~0.6m）1根。

1 .2 制作方法

⑴ 在塑料瓶下端侧面等距离钻2个孔，将饮料吸管戴乳胶套管的一端插入孔内，使乳胶套管密封吸管与孔的间隙不漏水；使2根吸管均与瓶体垂直且处于同一直线上。

⑵ 将2根吸管另一端在酒精灯火焰上烤稀后捏扁熔封，然后在接近端头的不同侧用针扎一个小孔供喷水用。

⑶ 在塑料瓶盖中间钻一小孔，将细线绳穿入其中后给下端打结（提吊水瓶时不致线被抽出），给线中间粘一个彩塑箭头（以便观察线绳扭转现象）。

⑷ 给瓶盖近边缘处钻一小孔，供实验时流通空气，保持塑瓶内外大气压强一致。

1.3 使用方法及现象

⑴ 给塑料瓶内装满水，两导管近端头处开始向不同方向喷射水柱。

⑵ 旋紧瓶盖，用食指和中指夹持瓶的颈部，拇指按紧瓶盖上的通气孔，这时两股水停止喷射，但仍少量滴漏。

⑶ 调转水瓶底朝上，让线绳自由下垂。

⑷ 待线中间箭头稳定，线绳不旋转后，用另一只手的两指捏紧线绳下端，双手互换位置，使水瓶吊悬。

⑸ 松开抓瓶子的手指，由于通气孔敞开后空气迅速进入瓶中，两导管端头便立即又开始喷射水柱，同时瓶体也悬转起来。由慢→快→慢→停止，约需1分钟时间后旋转停止。

2 旋转喷头模拟器（见图2）

2.1 制作材料

30～50ml大注射器1支、5ml小注射器1支、滤液器（在废输液器上剪下并留长约60mm导管）1个、饮料吸管（长约100mm）1段。

2.2 制作方法

⑴ 将小注射器管筒在2.5ml刻度处割断，在1.5ml处沿直径方向钻一通孔（即两个对着的小孔）；将安针的嘴割去并将嘴孔扩大（略大于输液导管外径）。

⑵ 在吸管中间一侧开一大孔（孔径接近吸管直径），将一端如上一实验的方法熔封堵口（另一端暂时不堵口），然后在吸管两端约10mm处的管壁上用针各扎一孔径为1~2mm的小孔（两孔方向相反，所在平面与中间大孔垂直）。

⑶ 将滤液器圆盒前面的网罩割掉，取出中间的滤纸。

⑷ 组装旋转喷头：① 把加工好的滤液器圆盒后面的导管，从加工好的小注射器管筒的嘴孔穿出，滤液器圆盒套在筒內且能灵活转动。 ② 将加工好的吸管横穿在小注射器管筒壁上，使吸管中间的孔正好对准滤液器圆盒后面的导管方向，然后将吸管的另一端熔封堵口。 ③ 用注射器橡胶活塞塞住加工好的小注射器管筒开口。

⑸ 把制作好的旋转喷头的导管套在大注射器（高压供水器）嘴上，即组成旋转喷头模拟器。

2.3 两点创新

⑴ 旋转喷头模拟器的旋转构件：在设计试制过程中多种方案都失败后，经过多次试验，终于利用身边器材的现成形状，巧妙地解决了旋转构件较难加工的问题。

⑵ 防漏措施：让吸管中部的开口正对滤液器圆盒后面的导管连接口，通过导管进入旋转喷头内部的加压水柱直接被射入吸管开口内，大大减小了旋转部位的漏水程度，解决了防漏难题。

2.4 使用方法

⑴ 先将旋转喷头模拟器的高压器（大注射器）吸满清水，然后通过导管连接上旋转喷头，或将旋转喷头部分插入水中，缓慢抽动高压供水器活塞柄杆，将水吸满大注射器。

⑵ 双手将旋转喷头模拟器举到空中，适度用力推压活塞柄杆，随着吸管两端两股水柱向着相反方向地喷射，旋转喷头便迅速旋转起来，水被均匀地喷洒到空间，形象地模拟了旋转喷头及其工作原理。

本实验是在杨树宏和韩独石老师的指导下，由我校高二年级9班学生王宇灵制作完成的，特此说明。

(栏目编辑王柏庐)

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