1、.做功改變物體內能的實驗做功是改變物體內能的一種方式，這是初中物理的一個重點知識。以滬科版物理書為例吧，在九年級物理書上的第十二章的第一小節，分別介紹了兩個物理實驗，分別為“壓縮氣體使硝化棉燃燒實驗和“不斷彎曲鐵絲，鐵絲彎曲部位發熱兩個實驗。下面分別介紹一下這兩個實驗。2.1 做功改變物體內能的實驗一“壓縮空氣使硝化棉燃燒是做功改變物體內能中兩個實驗的頭一個，此實驗操作簡便且耗時少，深受廣闊物理老師的喜歡。多年來，不少物理老師對此裝置進展改進、改進和自制，獲得了優秀的成果。 2.1.1 “壓縮空氣做功的傳統實驗滬科版初三物理課本上有這樣一個實驗案例：用力用力把活塞向下壓，蘸有乙醚的棉花球紅磷粉

2、末燃燒起來50 舒玉珍.內能做功實驗的改進J.實驗教學與儀器,2000(1):11.。這個實驗操作簡單，現象明顯，課堂教學起來非常愉快和輕松，深受學生和老師的喜歡。實驗儀器：硝化棉、酒精、打氣筒實驗目的：理解功與能的轉化實驗原理：理解功與能的轉化實驗原理：氣體壓縮，外界對氣體做功，氣體的內能增加，溫度升高實驗步驟:用鑷子夾一些占過酒精的硝化棉放入打氣筒中，硝化棉一定要蓬松且不要太多，迅速向下壓打氣筒，速度要快，如圖5-9所示。我們發現：硝化棉燃燒起來了。圖5-9 做功的傳統實驗圖總結：用手向下壓打氣筒的話，手對打氣筒有向下的壓力，這個壓力會與打氣筒內壁摩擦產生熱，但這并不是空氣溫度升高的主要原

3、因，摩擦生熱可忽略不計。這個壓力所作的功產生的作用效果即：壓縮空氣，使其溫度升高，從而使硝化棉的溫度升高，直到到達硝化棉的燃燒點硝化棉的燃燒點很低，使其燃燒起來。間接地證明了空氣的溫度升高，我們知道：溫度升高的話，那么物體的內能一定增大，即空氣的內能一定增加。從而也就說明：這個壓力所作的功升高了空氣的內能，即做功可以改變物體的內能。實驗過程伴隨著光、聲等現象，說明活塞對氣體做功使氣體內能增加，溫度升高，到達乙醚紅磷的著火點。這個實驗有時不一定可以使硝化棉燃燒起來，主要原因如下：1向下壓打氣筒的速度太慢；2放入打氣筒內的硝化棉量太多；3打氣筒的密閉性不高。2.1.2 “壓縮空氣做功的DIS實驗雖

4、然多年來，物理老師對“壓縮空氣體積做功的傳統實驗進展改進和自制，但效果并沒有質的進步，無法用實驗數據來支持實驗結論哦。而DIS實驗可以很好地彌補這一缺乏,顯示了自身的諸多優點。實驗器材：注射器座架計算機溫度傳感器數據采集器實驗原理：理解功與能的轉化實驗原理：氣體壓縮，外界對氣體做功，氣體的內能增加，溫度升高實驗步驟：1首先按如圖5-10連接實驗裝置，先將注射器固定在座架上，連接溫度傳感器數據采集器計算機。 圖5-10 壓縮空氣做功的DIS實驗圖2翻開計算機中的數字化實驗室軟件，點擊“通用軟件翻開窗口后，對“傳感器、“圖像進展設置；在圖線設置中，選擇“X軸為時間t，起始時間為0；“y軸為溫度T，

5、起始溫度為0。3點擊“開場采集按鈕后，用力漸漸推壓打氣筒手柄并觀察圖像，擠壓到最大程度后放開手柄并觀察圖像。如圖23所示。圖5-11 壓縮空氣做功”的DIS實驗圖像圖4 觀察計算機上的圖像5-11，讓學生討論并分析實驗圖像的規律，歸納出外界對氣體做功和氣體對外界做功兩個時間段的溫度變化特點，使學生認識到做功可以改變物體的內能-外界對氣體做功，氣體內能增大；氣體對外界做功，氣體內能減少。 5 讓學生討論并解釋“做功可以改變物體的內能的原因。總結：用力漸漸推壓打氣筒手柄，手對打氣筒有向下的壓力，這個壓力會與打氣筒內壁摩擦產生熱，但這并不是空氣溫度升高的主要原因，摩擦生熱可忽略不計。隨著擠壓的進展，

6、計算機視屏上的溫度逐漸上升，放開手柄后，視屏上的溫度逐漸下降。說明手柄壓縮空氣可使氣體溫度上升，其原因是手柄的機械能轉化為氣體的內能，氣體的內能增加，氣體的溫度上升，即外界對氣體做功可以使氣體內能增加；而放開手柄之后，圖像上的溫度下降，其原因是手柄放開后，氣體使手柄緩慢向后退，氣體的內能為手柄的機械能，說明氣體對外界做功，氣體的內能減少。“做功可以改變物體的內能的本質是：機械能與內能的互相轉化。2.1.3“壓縮空氣做功的DIS實驗與傳統實驗的比照通過比照DIS實驗和傳統實驗發現，它們兩者都有各自的優點和缺點。壓縮氣體的DIS實驗優于傳統實驗的方面：1 環保壓縮氣體的DIS實驗不會污染環境，且不

7、會浪費實驗原料。然而傳統實驗每次實驗都要消耗硝化棉、酒精等材料并且排放硝化棉燃燒后形成的有毒廢氣及酒精蒸氣，不利于環保51 董子貴.自制簡易做功改變內能實驗器J.物理通報,2012(10):126-127.51。2 可以觀察溫度變化的幅度在DIS實驗中，學生可以觀察空氣溫度的圖像來觀察被壓縮氣體的溫度變化，不僅直觀性好，而且大大進步了可見度，加深了學生的印象及對知識點的理解52 宋艷芝,劉秀清.做功改變物體內能實驗的設計J.物理通報,2007(7):45-46.。而傳統實驗是通過硝化棉的燃燒從而間接反映空氣溫度的增大，并不能反映溫度變化的幅度。3有實驗數據來支持實驗結論從壓縮氣體的DIS實驗中

8、的圖像上，可以看到空氣溫度的數值變化，有實驗數據來支持空氣的內能增大；而傳統實驗通過硝化棉的燃燒支持空氣溫度的升高，沒有測量空氣溫度的數據變化，缺乏實驗數據來支持空氣溫度的增大，也就沒有實驗數據來支持實驗的結論。4 培養學生觀察和分析圖像的才能。壓縮氣體的DIS實驗有空氣溫度變化的圖像，學生可以觀察并討論實驗圖像，科學探究實驗的結論，進而培養學生觀察和分析圖像的才能；然而壓縮氣體的傳統實驗是通過實驗現象來探究實驗結論，并沒有實驗圖像。壓縮氣體的傳統實驗優于DIS實驗的方面：（1） 視覺沖擊強烈傳統實驗采用壓縮空氣使硝化棉燃燒，硝化棉燃燒的現象觀察明顯，給學生以直觀的視覺沖擊；而DIS實驗采用壓

9、縮空氣觀察圖像的方法，視覺沖擊沒有傳統實驗來得更強烈。2操作方便簡單且省時間 傳統實驗所需的器材少且操作簡單，實驗耗時少，可以很快地完成實驗；相對于傳統實驗而言，DIS實驗所需實驗器材多，連接實驗儀器消耗時間多。3極強的實驗興趣傳統實驗中會使“硝化棉燃燒，而學生正處于初中階段，會對一切新奇的事物產生極大的實驗興趣，因此，“硝化棉燃燒會帶給學生極強的實驗興趣；而壓縮空氣的DIS實驗給學生所帶來的實驗興趣沒有傳統實驗所帶來的實驗興趣大。4為汽油機的壓縮沖程打下鋪墊傳統實驗演示了壓縮空氣可以使“硝化棉燃燒，而“硝化棉燃燒必然說明了空氣內能的增大。壓縮空氣是通過手柄向下運動產生的，會使手柄運動速度增大，也就是手柄的機械能，可以理解為：手柄的機械能轉化為空氣的內能。而汽油機的壓縮沖程就是機械能轉化為內能，從而傳統實驗為以后的汽油機的內容打下了鋪墊，使學生理