活動設計

活動名稱

摩擦蛙

實驗條件及材料

一張20 厘米×20 厘米的紙板

兩根5 厘米長的吸管

細繩

膠帶

剪刀

彩色筆、鉛筆、蠟筆、顏料或其他彩筆（圖1）

其他裝飾品

制作發射裝置

（1）在紙板上畫出一只青蛙的輪廓，確保其身體最寬處至少有7 厘米，將青蛙剪下來并進行裝飾（圖2）。

（2）用膠帶將兩根吸管并排粘在紙板背面，形成倒V 形，吸管距離其中一端的邊緣約為1 厘米，距離另一端邊緣約為5厘米；剪一段2 米長的細繩，然后將其穿過靠在一起的吸管，使繩子的兩端垂在青蛙下方（圖3）。

（4）請一個幫手站在椅子或桌子上，將一支鉛筆穿過青蛙頂部的繩圈，用雙手握住繩子的兩端，先向下拉其中一端，然后再向下拉另一端，重復左右拉繩子的動作，觀察一下你的青蛙是不是爬上去了。

（5）當青蛙沿著繩子向上移動時，繼續像活塞一樣拉動你的手臂，并慢慢地將你的手臂分開得更寬一些（圖4）。

（6）如果你想增加一些難度，可以在繩子上涂一些食用油。看看你的青蛙現在爬得怎么樣了。

活動概述

你可能覺得這只青蛙會因為重力而沿著繩子向下滑，但當你拉動繩子時，會產生另外一種力支撐住青蛙，這種力就是繩子和吸管之間的摩擦力，摩擦力是一種作用于移動物體的力。雖然繩子和吸管看起來非常光滑，但當你在顯微鏡下觀察時，會發現它們的表面呈鋸齒狀，很粗糙，而吸管擺放的角度意味著它們會始終接觸到繩子。當你向下拉動其中一根繩子時，它就會穿過吸管，吸管的微觀粗糙表面會緊緊抓住繩子，阻止青蛙滑落。

如果你使用了食用油，你會發現青蛙很難向上爬，因為食用油是一種潤滑劑，會使吸管和繩子的表面變得光滑，減少了它們之間的摩擦，只有很少的動力轉化成摩擦力。

兩個物體表面越粗糙，它們之間的摩擦力就越大。你可以使用管狀意大利面和羊毛開展此項實驗，但如果摩擦力太大，你就無法將羊毛繩拉過意大利面的面管了！

現實生活中的科學

汽車需要摩擦力才能開始移動、剎車時停止及轉向。輪胎制造商需要摩擦力停止和啟動汽車，但摩擦力太大意味著汽車會消耗過多的燃料。而汽車的發動機有數百個運動部件，它們之間不斷地相互摩擦，會磨損發動機部件，需要使用發動機油作為潤滑劑減少這種摩擦，延長部件的使用壽命。

當你沿著結霜或結冰的人行道行走時，摩擦力就會發揮作用，冰面太光滑意味著你的鞋子抓不住地面，容易滑倒。生活在寒冷地區的人們和足球運動員會穿著帶有尖刺或粗糙鞋底的鞋子，就是為了增加鞋子與冰面或草地之間的摩擦力。

如果你是一名宇航員，面對的將是宇宙飛船返回地球時來自大氣層的摩擦力。由于航天飛機的行駛速度非常快，撞擊飛船的空氣分子會產生大量熱量，太空艙外部的隔熱層可以保護宇航員免受高溫的影響。摩擦常常會產生熱量，你可以試著揉搓雙手感受一下。

活動名稱

變色花

通過本次活動，你能夠學到一種有趣的方法，讓花朵變成任何你想要的顏色，它們可以作為生日或母親節等節日的絕佳禮物。

注意事項

本次活動將會使用刀具切割花莖，請一位成年人協助完成相關步驟。

實驗條件及材料

白色花瓣的花朵（白色康乃馨或菊花效果最好）

食用色素（一種或多種顏色）

1 ～ 4 個杯子

勺子

水

削皮刀

制作經典的單色花

（1）將一個杯子裝滿大約3/4 的水（圖1），選擇一種你喜歡的食用色素，往水杯中添加10 滴左右，然后用勺子攪拌均勻（圖2）。

（2）將花放入杯子中，如果需要，可以用刀切掉一部分花莖（圖3），等待2 ～ 3 天，花朵需要一段時間才能完全變色，請注意持續觀察，看看顏色是如何遍布花瓣的。

制作多彩的花朵

（1）準備2 個相同大小的杯子，并在每個杯子中加入約3/4 的水；選擇兩種不同顏色的食用色素，分別在每個杯子中添加約10 滴的食用色素，用勺子攪拌均勻（圖4）。

（2）剪掉一部分花莖，同時將將花莖的底部縱向切成兩半（圖5），并將每一半放入不同的杯子中（圖6）。

（3）你可以根據自己的喜好制作多種不同顏色的花朵，你需要的只是一杯足夠多的加有食用色素的水，并且能夠持續切割花莖而不會使其變得太短。

（4）等待2 ～ 3 天，讓顏色遍布整個花瓣（圖7）。

活動概述

花朵通過根部吸收水分，水分會沿著花莖進入花瓣。即使沒有根部，花朵仍然可以通過花莖獲取水分。水可以沿著花莖向上流動的主要原因之一是一種被稱為“毛細管作用”的力。

毛細管作用發生在狹窄的管子中，這些管子可以由玻璃、塑料制成，或者像本次實驗活動中的情況，由花莖內的微小管狀細胞構成。每個管狀細胞的直徑只有幾微米（也就是千分之一毫米），非常窄，毛細管作用之所以起作用，是因為水分子更容易被毛細管壁吸引，而不是周圍的其他水分子，使得水分可以沿著管壁向上攀爬，看起來像是克服了重力。

毛細管作用是水從杯子流向花瓣的重要原因之一，但是花朵是如何改變顏色的呢？在水沿著花莖向花瓣流動的過程中，水分子會攜帶一部分食用色素。水一旦到達花瓣，就會被蒸發掉，食用色素則被留在花瓣，這就是花瓣可以改變顏色的原因，由此我們就可以制作出一份美麗的禮物或一些好看的東西。

（NiNi 編譯）