利用移液管改进微小形变演示器

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  刚性物体受到外力作用时,要发生弹性形变.不同物体受到同样的外力作用时发生的弹性形变的大小不同,如果形变十分微小,则不易观察到,不易被学生所认识.而让学生“观察”到这种微小形变的发生,对形成弹力的概念起着至关重要的作用.因此,经过大量实践,我利用移液管(2 mL,化学实验室一般都有)对我校原有的微小形变演示器进行了改进,效果非常显著.
  我校原有的微小形变演示器制作步骤:取一个适当大小的扁平玻璃瓶,装满水,然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口,使玻璃管中的水面略高于瓶塞.玻璃管的内径较小,约1 mm.为了便于观察细玻璃管内水面位置的变化,在透明细管内置入长约0.3 cm、颜色鲜艳的细塑料棒作 “浮标”,观察“浮标”的升降.
  使用时,演示者双手紧捏瓶体扁平的两面,将观察到细玻璃管内浮标上升;压力越大,浮标上升越高.如紧捏两侧棱,则将观察到细玻璃管内浮标下降;压力越大,浮标下降越
  多.撤去压力,细玻璃管内浮标将立即回到原处,说明玻璃的形变属于弹性形变.其优点是现象非常明显,缺点是浮标是否“真的”回到原处,缺乏定量的依据.
  改进方法 用移液管(2 mL)代替细玻璃管,瓶内水改用红水.
  改进后,由于移液管内部的小孔内径更小,所以在瓶体受力时管内水面的升降更加明显;同时,由于移液管上有刻度,非常便于观察移液管管内水面的变化,特别是撤去压力后,移液管内水面将立即回到原刻度处,说明玻璃的形变真的属于弹性形变.
  说明 当瓶壁受到外力作用时要发生弹性形变,使玻璃瓶内的容积发生变化.实验采用了转换法,把不易观察到的玻璃的微小形变转换为移液管内的水面变化显示出来,把在外力作用下玻璃瓶内的容积变化定量地表现出来.把瓶壁受到外力作用时发生的形变确实为弹性形变表现出来.
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