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鋼絲絨在物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用論文
摘要：鋼絲絨很細(xì)，剪短之后浸于粘滯系數(shù)較大的油中能很好地顯示磁體周圍的磁場(chǎng)分布情況，由于其比鐵粉細(xì)小得多，其顯示效果明顯優(yōu)于鐵粉的顯示效果；又由于鋼絲絲絨很細(xì)，能和空氣充分接觸，很容易燃燒，并會(huì)閃出耀眼的火花。利用這一特點(diǎn)，可研究圓周運(yùn)動(dòng)物體脫離圓周軌道后的速度方向情況。
關(guān)鍵詞：鋼絲絨；磁感線；圓周運(yùn)動(dòng)；方向
鋼絲絨又名鋼絲棉，是由優(yōu)質(zhì)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(diǎn)來(lái)完成兩個(gè)物理實(shí)驗(yàn)。
1顯示磁感線
因?yàn)殇摻z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(shù)的油中，就能很好地顯示磁體周圍的磁場(chǎng)分布情況。
1.1材料準(zhǔn)備
�。�1）在網(wǎng)上購(gòu)買最細(xì)型號(hào)的鋼絲絨（0號(hào)最細(xì)，如圖1所示），用剪刀將鋼絲絨剪短，一般以2mm左右為宜。
�。�2）準(zhǔn)備2L礦物油或者機(jī)動(dòng)車潤(rùn)滑油，最好以粘滯系數(shù)較大、透明度較高的油為佳。
�。�3）準(zhǔn)備一個(gè)容量為3L左右的透明容器，可以到網(wǎng)上購(gòu)買亞克力餐巾紙盒，也可以用色拉油桶。
1.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)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(guò)了一段時(shí)間之后，鋼絲絨會(huì)慢慢沉底。因礦物油的粘滯系數(shù)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(shù)，且在實(shí)驗(yàn)前一定要重新攪拌均勻。
1.3顯示磁感線實(shí)驗(yàn)
將磁鐵放置于容器的底部，輕輕振動(dòng)容器，則分布于礦物油中的鋼絲絨立刻呈一定的規(guī)律排列。此時(shí)，觀察鋼絲絨的分布，即可顯示磁感線。
1.4實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)
用鐵粉顯示磁感線，盡管選用的鐵粉已足夠細(xì)，但其顆粒相較實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(guò)燃燒顯示圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度方向
鋼絲絨由鋼材拉絲而成，因其很細(xì)，且和空氣充分接觸時(shí)很容易燃燒，同時(shí)燃燒時(shí)會(huì)閃出耀眼的火花，因而也可用其制作煙花。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們可以利用這一特點(diǎn)來(lái)研究圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度方向［1］。
2.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)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(lái)。
�。�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(jìn)入，這樣有助于鋼絲絨的完全燃燒。
（3）用細(xì)鐵絲將打蛋器系起來(lái)或?qū)⒋虻捌鹘壴诘跎壬热~上。
2.2研究圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度方向
點(diǎn)燃準(zhǔn)備好的鋼絲絨，快速旋轉(zhuǎn)之后就可以看到火花沿著其圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向飛出（圖4），實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)非常壯觀，很受學(xué)生的喜歡。因?yàn)殇摻z絨的燃燒比較劇烈，所以該實(shí)驗(yàn)必須遠(yuǎn)離易燃物，即應(yīng)在確保安全的情況下進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
�。�1］張維善.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修2［M］.北京：人民教育出版社，2003.
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