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自制教具:光吸热实验套件

作者:金亚军 来源:萧山区朝晖小学点击数: 发布时间:2017-12-14 19:42
杭州市萧山区朝晖小学  金亚军
    教科版小学科学五年级上册《光》单元教学中,其中《光与热》一文中有多面镜子反射聚光探究实验中,发现学生很难把多面镜子稳定的照射到温度计上;《怎样得到更多的光和热》一文中颜色吸热实验不够便捷有效,直射斜射吸热实验手控操作不稳定等问题困扰着一线教师。为此研发设计具有整合式、多功能、简约高效的标准化光吸热实验套件。
一、必备工具:
  电钻、抛光机、螺丝刀、卡夫特AB胶、玻璃胶、单面胶。
二、制作方法:
1、操作底板制作:
  (1)斜面板制作:在厚0.4cm有机玻璃22cm×40cm长边右侧用AB胶粘贴间距为4.9cm的两块厚0.4cm1.5cm×40cm有机玻璃。用抛光机在右侧边横向切割一排间距3cm、深5.3cm的口子,在两个口子中央左侧1cm处用电钻钻取一排直径0.3cm小孔。底板下面四角粘贴四块1cm×4cm有机玻璃,右端宽边中央用抛光机切割出长5cm深1cm左右的口子。底板平面一侧中央分别均匀地横向钻取四个直径1cm小孔(上下端小孔距宽边1.5cm左右),并将直径1cm厚0.2cm强磁粘贴入内(注意同级朝上与上表面平齐)。底板下面中央地带用玻璃胶纵向粘贴一块30cm×4cm毛巾。

  (2)角度调节片制作:在有机玻璃37cm×4cm一侧左侧纵向粘贴三块1cm×4cm有机玻璃,自右端面顶端往左粘贴一块30cm×4cm毛巾。
  (3)用厚0.4cm有机玻璃制作40cm×23cm×10cm的教具容纳箱,以容纳全部材料为准,并与操作底板作为盖子进行吻合。
2、颜色吸热实验板制作:
  (1)切取2.5cm×1.5cm的各色彩纸片和单面胶若干,分别沿着每张彩纸长边包住电子温度计圆柱检测头,然后用相同大小的单面胶将彩纸圈包住固定。

  (2)上端长边粘贴宽0.4cm长条块有机玻璃,长条下端中央纵向粘贴间隔0.4cm的3cm×0.4cm有机玻璃若干,将彩色纸圈整齐地粘贴入间隔区域。
  (3)在24cm×5cm有机玻璃中央合适位置钻取两个直径0.3cm小孔并粘贴入棱长0.3cm强磁(位置和操作底板中央两侧强磁异级相吸)。
3、地球圆弧面直斜射原理实验器制作:
  (1)底板制作:在24cm×3cm有机玻璃中间段粘贴一块12.5cm×3cm有机玻璃,再在两侧分别粘贴两排间距0.4cm的0.8cm×3cm有机玻璃。
  (2)温度计固定架制作:在5块1cm×3cm有机玻璃上分别粘贴1cm×3cm小铁片,在有机玻璃面宽边粘贴1cm×0.4cm有机玻璃(中央钻取直径0.4cm深0.2cm小孔)。另一侧一角钻取直径0.3cm小孔,并粘贴入棱长0.3cm强磁,另 一角粘贴一小块松紧带(松紧带另一侧粘贴一小块铁片)。与直径和高都是0.5cm的强力磁铁吸合使用。

  (3)加工一块22cm×2.5cm不锈钢片。
  (4)底板固定强磁安装如2(3)。
 4、直斜射吸热实验板制作:
   24cm×5cm有机玻璃长边左侧上表面粘贴宽0.4cm有机玻璃条(左侧中央切割出四个0.4cm小口子),然后切割两块3cm×4cm有机玻璃宽边斜边呈30和60度,再将3cm×4cm有机玻璃和两块切割好的分别与三个小口子横向垂直对齐粘贴。将电子温度计检测头插入各个角度位置,在检测头合适位置用松紧带、小铁片和棱长0.3cm强磁进行固定,方法同3(2)。底板固定强磁安装如2(3)。

 5、反射聚光强度实验板制作:
  (1)底板制作:将三个直径10cm焦距10cm凹面镜紧贴地放在10.5cm×31cm有机玻璃上中央,然后在三个凹面镜四周粘贴小块有机玻璃固定块。底板固定强磁安装如2(3)。

  (2)在四块4cm×2.3cm有机玻璃中央钻去直径1cm小孔,并将直径1cm厚0.2cm强磁粘贴入内,再垂直粘贴到4cm×31.5cm玻璃两端和两块4cm×19cm有机玻璃一端。两块4cm×19cm有 机玻璃直角另一面中央分别粘贴一把长15cm钢尺。
  (3)温度计检测头固定架制作:
在三块0.7cm×1.3cm铁片四角分别用AB胶粘贴四块0.3cm见方强力磁铁(已能夹住电子温度计导线为宜)。抛光机切除长4cm铁发夹前端部分,保留2cm左右。

  (4)将直径10cm焦距10cm凹面镜调整好焦距位置粘贴入相应位置,在右侧两块凹面镜中分别可以交叉放2块、4块2cm×10cm黑色卡纸。
 6、室内可调光源制作:
    在底座圆面直径12cm灯座一侧开2.5cm×2.2cm口子,将调光开关开关朝外底面对齐粘贴入内。用导线一端串联灯座电源和调光开关,另一端连接两用二级插头电源接口。灯座低端一侧切割一个导线口子,最后将灯座组件螺丝固定到12cm×12cm厚0.4cm有机玻璃上。

三、使用方法:
1、操作平台角度调节放置法:
  (1)将所需电子温度计套入槽口中,检测器导线从左侧对应小孔中自下而上穿出。
  (2)选择平整的、阳光充足的地方,在斜面板下端开口一端朝下,口子内套入角度调节片(加厚端套住下端开口)。在斜面板和角度调节片夹角内,借用11cm×4cm或7cm×4cm有机玻璃作支撑片,根据阳光角度任意调节0-90角度。

2、不同颜色的吸热效果
  (1)将颜色吸热实验板吸合到斜面板中央。
  (2)将电子温度计检测头插入各自对应的颜色圈中。

3、不同角度的吸热效果
  (1)直斜射实验:将直斜射吸热实验板磁吸到斜面板中央,将电子温度计检测头插入各自对应的直斜射实验板上。
  (2)地球直斜射模拟实验:①将对应吸热实验板磁吸到斜面板中央。②对2.5cm×22cm较厚不锈钢任意圆弧拗弯,根据弯度不同弹性插入对应底板槽口内。③电子温度计检测头插入各自温度计固定架。④用直径0.5cm高0.5cm圆柱强磁,将5个温度计固定架按设定所需间距吸合在不锈钢圆弧片上。

 
4、光源远近、强弱的吸热效果
  (1)在4cm×31.5cm玻璃套件上不同位置,远近均匀地布设和固定3只电子温度计。
  (2)玻璃套件附近放好室内可调光源并接通电源,用亮度调节器调好灯泡需要亮度。
  (3)光源强弱温度实验可根据光源强弱不同分阶段分时段进行,摆放如同4(1)。

5、反射聚光的吸热效果
  (1)将反射聚光强度实验板吸合固定在斜面板中央,两块4cm×19cm有机玻璃组件直立粘合固定在斜面板上下两端,将4cm×31.5cm玻璃组件吸合在内,并调节好对应高度。
  (2)用三个带有温度计检测头的固定架固定在4cm×31.5cm玻璃合适位置。
  (3)面对太阳光调节斜面板角度和方向,将3个温度计探测头调至聚光光圈合适位置。
  (4)分别在下面两个凹面镜里交叉放入2张、4张黑色卡纸条。
四、优点简析:
  将吸热实验系列整合成一个体系,具有统一、便捷、高效、标准的操作平台;模块化设计简化操作流程,功能完备,操作便捷,实验效能倍增等优点;不同颜色的吸热效果、地球圆弧面直斜射原理、反射聚光强度实验等实验拓展了探究的空间和路径,填补目前空白。

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