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一、探索“针孔成像”

1.制造:拿一个罐子,切掉上面的部分,盖上半透明的膜,在底部打一个小孔(如图),演示小孔的成像。

2.深度探索

(1)图像大小变化:改变蜡烛到孔洞的距离,实验发现“蜡烛靠近孔洞时,蜡烛火焰的图像变大,蜡烛火焰远离孔洞时,图像变小”;你也可以把两个罐子组合起来,这样就可以拉伸了。实验过程中,保持蜡烛不动,改变半透明膜到小孔的距离。发现“当易拉罐收缩时,蜡烛火焰的图像变小,而当易拉罐拉长时,蜡烛火焰的图像变大”。说明针孔成像的大小与蜡烛与针孔的距离和半透明膜与针孔的距离有关,图像可以放大、缩小或同尺寸。

⑵针孔大小对图像的影响:实验中,针孔大小由小变大,同时保持蜡烛和半透明膜到针孔的距离不变。发现“针孔越大,图像越不清晰,最后只能得到一个光斑,这样针孔成像就“足够小”,针孔大小影响成像清晰度。

⑶针孔形状对成像的影响:针孔可以做成各种形状,如圆形、三角形、正方形等。实验中发现,形成的图像与针孔形状无关。

第二,论证大气压的存在

如图,在铝罐中放少量水,用酒精灯加热。当罐口有白雾时,用橡皮泥(或面团)堵住罐口,移开酒精灯,让罐自然冷却。发现“易拉罐被压碎”说明“大气压力的存在”,还可以解释“力可以改变物体的形状”和“大气压力与温度的关系——温度降低,压力降低”。

第三,探索浮力

(1)体验浮力的存在和变化:在桶里放半桶水。当你用手将空罐压入水中时,会感受到罐对手向上的推力,压得越深,手感受到的推力越大(手向下的压力越大或越费力),体会到浮力的存在和变化(排出的液体体积越大,浮力越大)。

⑵演示一个物体的浮沉:取一个罐子切掉,下部略小并保持容器的形状(上部切成长方形),下部放入水槽,它能浮在水面上,上部放入水中沉到底。

⑶探索物体的漂浮条件:利用制作好的下部和合适的配重(小螺母、钉子、沙子等)探索物体的漂浮条件。).用弹簧测力计测量下部和配重的重力,然后挂在弹簧测力计上,放入水中。当它浮动时,发现弹簧测力计的指针变为零,从而得出“物体浮动时,F浮动= G”的结论。

第四,展示能量的转化

如图,在橡皮筋中间绑一个小铁块,让橡皮筋穿过罐身,两端分别固定在罐盖和罐底。实验装置完成后,让它滚下并不太陡的斜坡,发现橡皮筋被铁块紧紧缠绕,然后锡居然能从坡底自动卷起来!“易拉罐在斜面上从底部滚到最低处,主要是重力势能转化为弹性势能,易拉罐在斜面上从最低处滚到各处,主要是弹性势能转化为重力势能”。