人教版选修3101功和内容：DIS试验与传统试验的比较--以做功改变物体内能的试验为例VIP专享VIP免费

人教版选修3－310.1功和内容：DIS实验与传统实验的比较--以“做功改变物体内能的实验”为例1/8做功改变物体内能的实验做功是改变物体内能的一种方式，这是初中物理的一个重点知识。以沪科版物理书为例吧，在九年级物理书上的第十二章的第一小节，分别介绍了两个物理实验，分别为“压缩气体使硝化棉燃烧实验”和“不断弯曲铁丝，铁丝弯曲部位发热”两个实验。下面分别介绍一下这两个实验。2.1做功改变物体内能的实验一“压缩空气使硝化棉燃烧”是做功改变物体内能中两个实验的头一个，此实验操作简便且耗时少，深受广大物理教师的喜爱。多年来，不少物理教师对此装置进行改进、改良和自制，取得了优秀的成果。2.1.1“压缩空气做功”的传统实验沪科版初三物理课本上有这样一个实验案例：用力用力把活塞向下压，蘸有乙醚的棉花球(红磷粉末)燃烧起来[50]。这个实验操作简单，现象明显，课堂教学起来非常愉快和轻松，深受学生和教师的喜爱。实验仪器：硝化棉、酒精、打气筒实验目的：理解功与能的转化实验原理：理解功与能的转化实验原理：气体压缩，外界对气体做功，气体的内能增加，温度升高人教版选修3－310.1功和内容：DIS实验与传统实验的比较--以“做功改变物体内能的实验”为例2/8实验步骤:用镊子夹一些占过酒精的硝化棉放入打气筒中，硝化棉一定要蓬松且不要太多，迅速向下压打气筒，速度要快，如图5-9所示。我们发现：硝化棉燃烧起来了。总结：用手向下压打气筒的话，手对打气筒有向下的压力，这个压力会与打气筒内壁摩擦产生热，但这并不是空气温度升高的主要原因，摩擦生热可忽略不计。这个压力所作的功产生的作用效果即：压缩空气，使其温度升高，从而使硝化棉的温度升高，直到达到硝化棉的燃烧点(硝化棉的燃烧点很低），使其燃烧起来。间接地证明了空气的温度升高，我们知道：温度升高的话，那么物体的内能一定增大，即空气的内能一定增加。从而也就说明：这个压力所作的功升高了空气的内能，即做功可以改变物体的内能。实验过程伴随着光、声等现象，说明活塞对气体做功使气体内能增加，温度升高，达到乙醚(红磷)的着火点。图5-9做功的传统实验图人教版选修3－310.1功和内容：DIS实验与传统实验的比较--以“做功改变物体内能的实验”为例3/8这个实验有时不一定能够使硝化棉燃烧起来，主要原因如下：（1)向下压打气筒的速度太慢；（2）放入打气筒内的硝化棉量太多；(3）打气筒的密闭性不高。2.1.2“压缩空气做功”的DIS实验虽然多年来，物理教师对“压缩空气体积做功”的传统实验进行改良和自制，但效果并没有质的提高，无法用实验数据来支持实验结论哦。而DIS实验可以很好地弥补这一不足,显示了自身的诸多优点。实验器材：注射器﹑座架﹑计算机﹑温度传感器﹑数据采集器实验原理：理解功与能的转化实验原理：气体压缩，外界对气体做功，气体的内能增加，温度升高实验步骤：(1)首先按如图5-10连接实验装置，先将注射器固定在座架上，连接温度传感器﹑数据采集器﹑计算机。图5-10压缩空气做功的DIS实验图人教版选修3－310.1功和内容：DIS实验与传统实验的比较--以“做功改变物体内能的实验”为例4/8（2）打开计算机中的数字化实验室软件，点击“通用软件”打开窗口后，对“传感器”、“图像”进行设置；在图线设置”中，选择“X轴”为时间t，起始时间为0；“y轴”为温度T，起始温度为0。(3)点击“开始采集”按钮后，用力慢慢推压打气筒手柄并观察图像，挤压到最大程度后放开手柄并观察图像。如图23所示。(4)观察计算机上的图像5-11，让学生讨论并分析实验图像的规律，归纳出外界对气体做功和气体对外界做功两个时间段的温度变化特点，使学生认识到做功可以改变物体的内能-——外界对气体做功，气体内能增大；气体对外界做功，气体内能减少。（5）让学生讨论并解释“做功可以改变物体的内能”的原因。总结：用力慢慢推压打气筒手柄，手对打气筒有向下的压力，这图5-11压缩空气做功”的DIS实验图像图人教版选修3－310.1功和内容：DIS实验与传统实验的比较--以“做功改变物体内能的实验”为例5/8个压力会与打气筒内壁摩擦产生热，但这并不是空气温度升高的主要原因，摩擦生热可...