实验中的科学: 粗试管中无水时,细试管由于受到重力作用,就会下落。而粗试管中有水时,细试管上方是水,下方是空气,细试管会在大气压力的作用下,向上运动。地球对周围物体的压力叫做大气压力。随着距离地面高度变化,大气压力也在变化,位置越高,压力越小;位置越低,压力越小。 创造:你还能用什么实验证明大气压力的存在,并感受到大气压力很大。
实验4 大力士——纸
思考:你能想象一张纸能够举起一本书?你知道怎样才能做到吗? 实验准备:纸、胶带、1本书 实验操作:
1. 把纸放在两本并排分开放的书上,使纸的中间部分悬空。 把一本书放在纸的悬空处,纸张很快就会弯曲。 2. 把纸卷成一个纸卷,用胶带粘好纸的边缘处。
3. 把纸卷立起来,并在上面放一本书,甚至放更多的书,纸张都不会变形。 4. 思考两种方法的不同之处。 实验中的科学:
1. 一张纸能承受多大的压力,主要取决于纸张受力时的弯矩。弯矩即纸张的受力点和受反作用力的点之间的距离。弯矩越大,纸张承受的力越大,反之越小。
2. 直接把重物放在纸上,则纸的受力点和受反作用力点几乎在同一位置上。因此弯矩小,所承受的力就小。
3. 把重物放在竖直的纸卷上,纸的弯矩较大,因此承 受的力较多。 创造:想一想,把纸还可以折成哪些形状,以便承担压力。
6
实验5 不同的承载量
思考:为什么卡纸变形后,它的承载量会不同 ?
实验准备:纸卡1张(30×20cm)、相同高的纸盒两个、硬币若干枚 实验操作:
1. 一张卡纸悬空平放在相同高度的纸盒上, 纸上只能放两枚硬币。
2. 把纸卡折成波浪形状,架在相同高的纸盒上,波浪形状的卡纸上能放多枚硬币。
实验中的科学: 波浪的卡纸比平整的卡纸弯距大,其承受的力也就较大。 创造: 怎样变化卡纸,使卡纸上放的硬币更多?
实验6 测量浮力
思考:当我们躺在水面上像帆船一样漂浮着,我们都知道是水的浮力在支撑我们。但你可知道怎样测量浮力吗?
实验准备:1个弹簧秤、1把锁、1个装水的玻璃杯 实验操作:
1. 先把锁挂在弹簧秤下,记录弹簧秤的刻度;
2. 然后将弹簧秤下挂的锁放入水中,记录此时弹簧秤的刻度; 3. 比较两次记录下的刻度,思考为什么会不同。 实验中的科学:
1. 锁浸在水中,会受到水对它的向上的支持力,即浮力。 2. 两次记录的差值就是水对铜锁的浮力。
7
创造: 用弹簧秤再称别的物体(比如小铁块,橡皮头等),观察不同的物体的浮力大小。
实验7 会听话的小瓶(简易浮沉子)
思考:你在电影或电视剧中看到过潜水艇吗?知道潜水艇为什么能浮于水面,又能潜入水中,
它是怎么实现向上浮和向下潜的呢?
实验准备:废旧塑料饮料瓶(500-1000ml,透明有盖)、口服液小瓶、注射器等。 实验操作:
1.在饮料瓶中装入一定量的水,用注射器给口服液小瓶中压入适量的水,使之放入水中时只能有少部分露出水面;
2.把口服液小瓶放入饮料瓶中,然后盖紧瓶盖(如下中图),尽量做到不漏气;
3.用力挤压饮料瓶,可看到口服液小瓶下沉(如下右图)。撤去压力,可看到口服液小瓶向上浮起。用力得当,可使口服液小瓶停止在水中某一位置。 注意瓶中水尽量装得满一些, 残留的气体越少,实验效果越好。
实验中的科学: 小瓶放入水中由于所受浮力等于重力,
所以会浮于水面。当用力挤压饮料瓶时,瓶内气压增大,会有一部分水被压入口服液小瓶,使口服液小瓶重力变大,重力大于浮力,小瓶就会下沉。撤去压力时,瓶内气压变小,会有一部分水被流出口服液小瓶,使口服液小瓶重力变小,重力小于浮力,小瓶就会上浮了。用力得当,会使口服液小瓶中
8
的水适当,重力等于浮力,小瓶就会停止在水中某一位置了。潜水艇就是这样实现向上浮和向下潜的。(如果想看到口服液小瓶中水的变化,可以在小瓶中用注射器装入有颜色的水)
附:潜水艇的原理及自制潜水艇模型
靠改变潜艇的自身重量来实现的。潜艇它有多个蓄水仓。当潜艇要下潜时就
往蓄水舱中注水,使潜艇重量增加超过它的排水量,潜艇就下潜。 物体在液体中的下沉、上浮两个动态过程中的受力分析。大家都知道潜水艇是一种军用舰艇,它可以潜人水下航行,进行侦察和袭击。但是对潜水艇的工作原理,许多同学则说不清楚,甚至有人误认为:潜水艇浸没水面后就下沉;直至沉底。其实潜水艇淹没水中后,排开水的体积不再变化,它所受到的浮力就不变了,控制它的下潜深度是靠改变水舱的水量(即改变重力)来实现的。当水舱里的水量保持不变时,潜水艇在水下某一深处是处于悬浮状态
而不是沉底。
补充:悬浮就是让浮力=重力就好。水仓进水这是最初的潜水艇,当然潜入的水深较浅。现在应该已经没有这种骨灰级的潜艇了。外加动力是现在潜艇是现在潜艇潜水的主要方法。人们根据沉浮原理成功地制造了潜水艇,这种能在水下作战的舰艇在历次海战中都显示其战斗力,它能下潜离水面深达500米,具有良好的隐蔽性和续航力,能从水下袭击水面舰船和岸上目标,也能作侦察、布雷和运输等。
9
实验8 冰块融化后会怎样
思考:在一个杯子中放一个冰块,然后倒满水。当冰融化后,杯内的水会溢出来吗?
实验准备: 1块冰块、2个杯子、水 实验操作:
1.在桌面上放置一个空杯子,在空杯子中放入一块冰; 2.往杯中倒满水,会看到冰块的一大部分会高出水面; 3.等待冰块融化,观察融化后,水会不会溢出杯子。 实验中的科学:
水结冰时体积会增大九分之一,因此与同体积的水比较,质量变轻,自然会浮在水面上。当冰块融化时,它失去的是增加的那九分之一的体积,因此,水不会溢出。 其实冰块在水面以下的那部分,就是整个冰块熔化成的水的体积。
想一想:你能用学过的浮力知识对这一问题做出进一步的解释吗?
实验9 自动旋转的奥秘
思考:装满水的纸盒为什么会转动?
实验准备:空的牛奶纸盒、钉子、60厘米长的绳子、水槽、水 实验操作:
1.用钉子在空牛奶盒上扎五个孔 ;
2.一个孔在纸盒顶部的中间,另外四个孔在纸盒四个侧面的左下角 ; 3.将一根大约60厘米长的绳子系在顶部的孔上 ; 4.将纸盒放在盘子上,打开纸盒口,快速地将纸盒灌满水;
10