简易气体惯性演示仪的研制

王赛

摘 要：气体惯性演示仪在中学物理牛顿第一定律实验教学中有重要应用。但是，迄今为止还没有演示气体惯性经常用到的厂制仪器。本文介绍一种简易气体惯性演示仪的制作方法，该演示仪安全可靠、操作简单、效果明显，在课堂教学的使用中，取得了很好的效果。

关键词：牛顿第一定律；惯性；气体；演示仪

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）10-0017-2

在中学物理牛顿第一定律实验教学中，为了让学生加深对“一切物体都有惯性”的理解，需要进行演示实验、探究实验和课外实验等，让学生观察与亲身感受气体具有惯性。同时，为了培养学生学习物理的兴趣，节约资金，加强物理实验教学，锻炼学生动手能力，也需要师生利用简易器材，自己动手制作气体惯性演示仪。

但是，迄今为止还没有演示气体惯性经常用到的厂制仪器。因此，自制气体惯性演示仪就成为牛顿第一定律教学的基础。

1 过去研究中存在的问题

在已经发表的论文中，有一些是介绍气体惯性演示仪制作的，但是仔细阅读这类文献就会发现：1）多数选用了杀虫喷雾剂等金属材质的筒制作。这种筒不是不可以，是难以加工，并且有余味；2）制作步骤不详细，效果不明显。小孔的加工没有具体数据，需要制作者从头摸索；3）使用的薄膜没有具体说是哪一种，也需要制作者一个一个试验。或者选了不理想的材料，导致实验效果很差。

2 气体惯性演示仪的制作

2.1 需要的材料

不用的纸质圆筒形茶叶筒（直径10～12 cm，其他类似纸圆筒也都可以，茶叶筒底部选用纸质的，便于切割）1个，橡皮筋若干（或者一般固定用的细绳），废旧橡皮手套（橡皮膜要封紧，有弹性），蜡烛，烛台（可用一般玻璃杯反过来代替），刻刀，火柴，圆规等。

2.2 制作方法

步骤一：用圆规在圆筒形茶叶筒底部中心位置画出一个直径3 cm左右的圆（直径过小不易瞄准，直径大于4 cm后气流明显变小），用刻刀沿所画圆在茶叶筒底部刻出一个直径3 cm左右的圆孔，作为出气口如图1所示。

步骤二：将已经不能正常使用的家用橡皮手套剪开，尽量大一些，作为橡皮膜（如图2所示）。

步骤三：用橡皮筋将橡皮膜固定在茶叶筒口部，封紧（如图3所示）。

制作好的圆筒如图4所示。

步骤四：将蜡烛放在倒置玻璃杯上（如图5所示）。

3 气体惯性演示仪的使用

将茶叶筒底部圆孔对准烛焰，轻拍茶叶筒口部橡皮膜，烛焰会抖动，逐渐加力后，可致烛焰熄灭（如图6、图7所示）。

操作说明：

1）圆筒底部出气口离烛焰0.6～1.5 m。

2）一定要让出气孔对准烛焰（可先靠近轻弹试试，以便瞄准烛焰，然后往后退至0.6～1.5 m）。

笔者选用上述生活中的简易器材，按照上述数据制作了气体惯性演示仪。该演示仪安全可靠、操作简单、效果明显。在课堂教学中使用，取得了很好的效果。学生说：实验结果大大出乎预料，既加深了自己对惯性概念的理解，又激发了自己的学习兴趣，还留下了深刻、难忘的印象。

参考文献：

[1]陈瑜.利用身边物品自制教具，提升物理教学效果[J].物理教学探讨，2015，33（2）：51—53.

（栏目编辑 赵保钢）