演示玻璃瓶的微小形变

实验目的

显示玻璃瓶受力时的微小形变,体会转换放大法。

实验原理

用手挤压瓶壁,瓶发生微小形变,容积略微减小,瓶内的水被挤入细玻璃管,管内液面上升。细管很细,微小的体积变化就能引起明显的液面变化,这是放大法。松手后瓶恢复原状,液面回落,说明这是弹性形变。

实验器材

• 厚壁玻璃瓶
• 带孔橡皮塞
• 细玻璃管
• 红墨水
• 水
• 托盘(可选)

实验步骤

1. 向玻璃瓶中倒满滴有红墨水的水。
2. 将插有细玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,使液面升入管中一段,记下位置。
3. 双手均匀用力挤压瓶壁,观察管内液面变化。
4. 松开手,观察液面是否回到原来的位置。
5. 改变挤压的方向和力度,比较液面变化的大小。

实验现象与结论

挤压瓶壁时细管内液面上升,松手后液面回落,用力越大,上升越明显。说明玻璃瓶受力会发生形变,撤去力后恢复原状,属于弹性形变。坚硬的物体受力同样会形变,只是形变很小。

注意事项

• 玻璃管插入橡皮塞前先用水润湿,垫布操作,防止划伤。
• 挤压力度要适中,避免瓶子破裂。
• 瓶口要塞紧,防止漏水。

常见问题

为什么挤压玻璃瓶时细管内液面会上升?

瓶受挤压后容积略减小,水被挤入细管,细管很细,所以液面上升明显。

手长时间握瓶会影响实验吗?

会。手的热量可能使水受热膨胀,液面也会上升,所以挤压时间要短,并与松手后的液面对比。