準備器材:
塑料點滴吸管(容量1ml5支, 3ml2支)、銅釘40枚、鉛粒4粒、油性筆、剪刀、打火機、飲料瓶
實驗步驟:
1.用點滴吸管(容量1ml)數支。依照個人喜好以油性筆分別著色。
2.將細管部分剪掉,只留大約1厘米(圖1A)。
3.從點滴吸管頭部插入銅釘數枚,就是“浮沉子”,可以繪上一個娃娃臉哦!
4.把“浮沉子”置于已經盛裝水的杯內,測試浮沉的程度,用手指在水中輕壓浮沉子,當手松開后,水立即進入浮沉子,增加重力。反復操作,調整浮沉子的浮沉程度,制作出重力可以變化的浮沉子。
5.若在吸管口插入另一支銅釘,封閉管口,再以別針在吸管頭的一端戳一個小孔(圖1D),然后按照步驟4,調整浮沉子的浮沉程度,就可由小孔的大小,控制水進出小孔的速率,進而控制浮沉子的浮沉次序。
6.完全封閉浮沉子(圖1E)。用打火機稍微加熱細管,使得受熱部分變成透明,然后在桌面上用打火機的側面壓一下,便可以封閉浮沉子。利用插入銅釘的數目與深淺,調整浮沉的程度,就制成一個可改變體積的封閉型浮沉子。
7.如果使用容量3ml的點滴吸管,剪去標示刻度的部分,留下“吸球”部分大約6厘米長(圖2A)。
8.從吸管的開口放入鉛?;蜩F釘等用來增加重力,然后置于杯內的水中,看浮沉的程度(圖2B)。如果浮出太多,再加入鉛粒調整浮出水面的長度(約1厘米)。
9.取出,以打火機加熱開口的部分,直到軟化(呈現透明),利用打火機的側面壓扁形成封口(圖2D),就制成可以改變體積的浮沉子了。
10.若已經封好的浮沉子太輕,不容易沉下去,利用安全別針在底下扎一小孔(圖2E),吸入少量的水,來調整沉浮的程度。
實驗揭秘:
物體在水中的浮沉依照“浮力原理”,我們可以利用物體的重量和物體的體積變化來控制。物體的重力大于浮力,物體立即下沉,反之則上浮。根據“阿基米德原理”,浮力的大小等于物體排開液體的重力。如果能夠改變物體(浮沉玩偶)的密度(平均密度)或者液體的密度,就可以操作物體浮沉。
動動腦筋:
1.你還可以設計出新式的浮沉子嗎?
2.你能分析出浮沉子的沉浮受到哪些力的作用嗎?