鋼絲絨在物理實驗的應用論文

鋼絲絨在物理實驗的應用論文

　　摘要：鋼絲絨很細，剪短之后浸于粘滯系數較大的油中能很好地顯示磁體周圍的磁場分布情況，由于其比鐵粉細小得多，其顯示效果明顯優于鐵粉的顯示效果；又由于鋼絲絲絨很細，能和空氣充分接觸，很容易燃燒，并會閃出耀眼的火花。利用這一特點，可研究圓周運動物體脫離圓周軌道后的速度方向情況。

　　關鍵詞：鋼絲絨；磁感線；圓周運動；方向

　　鋼絲絨又名鋼絲棉，是由優質鋼材拉絲而成，呈絲狀，常被用于石材制品的拋光，我們可以利用它的一些特點來完成兩個物理實驗。

　　1顯示磁感線

　　因為鋼絲絨是由鋼材拉絲而成的，所以能夠被磁鐵吸引，如果將鋼絲絨剪短，裝入具有較大粘滯系數的油中，就能很好地顯示磁體周圍的磁場分布情況。

　　1.1材料準備

　�。�1）在網上購買最細型號的鋼絲絨（0號最細，如圖1所示），用剪刀將鋼絲絨剪短，一般以2mm左右為宜。

　�。�2）準備2L礦物油或者機動車潤滑油，最好以粘滯系數較大、透明度較高的油為佳。

　�。�3）準備一個容量為3L左右的透明容器，可以到網上購買亞克力餐巾紙盒，也可以用色拉油桶。

　　1.2實驗準備

　　將剪好的短鋼絲絨投入盛有礦物油的容器中，用攪拌器攪拌，使得鋼絲絨在油中均勻分布。由于鋼絲絨密度較大，過了一段時間之后，鋼絲絨會慢慢沉底。因礦物油的粘滯系數越小，其沉底速度越快，故選用的礦物油一定要有較大的粘滯系數，且在實驗前一定要重新攪拌均勻。

　　1.3顯示磁感線實驗

　　將磁鐵放置于容器的底部，輕輕振動容器，則分布于礦物油中的鋼絲絨立刻呈一定的規律排列。此時，觀察鋼絲絨的分布，即可顯示磁感線。

　　1.4實驗優點

　　用鐵粉顯示磁感線，盡管選用的鐵粉已足夠細，但其顆粒相較實驗仍很大。因此，一般在玻璃板的表面鋪一層鐵粉，并在玻璃板下方放置磁鐵，如此則顯示的是一種平面內的磁感線分布情況。而用剪短后的鋼絲絨，可以讓其均勻分布于礦物油中，故而顯示的是立體的磁感線分布情況（圖2）。

　　2通過燃燒顯示圓周運動物體的速度方向

　　鋼絲絨由鋼材拉絲而成，因其很細，且和空氣充分接觸時很容易燃燒，同時燃燒時會閃出耀眼的火花，因而也可用其制作煙花。在物理實驗教學中，我們可以利用這一特點來研究圓周運動物體的速度方向［1］。

　　2.1實驗準備

　�。�1）將鋼絲制成打蛋器形狀（圖3），以便于將鋼絲絨包裹起來。

　�。�2）取適量的鋼絲絨塞入打蛋器，在將鋼絲絨塞入之后要拉寬松一些，以便讓更多的空氣進入，這樣有助于鋼絲絨的完全燃燒。

　�。�3）用細鐵絲將打蛋器系起來或將打蛋器綁在吊扇扇葉上。

　　2.2研究圓周運動物體的速度方向

　　點燃準備好的鋼絲絨，快速旋轉之后就可以看到火花沿著其圓周運動軌跡的切線方向飛出（圖4），實驗現場非常壯觀，很受學生的喜歡。因為鋼絲絨的燃燒比較劇烈，所以該實驗必須遠離易燃物，即應在確保安全的情況下進行。

　　參考文獻

　　［1］張維善.普通高中課程標準實驗教科書物理必修2［M］.北京：人民教育出版社，2003.

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