關於浮力的物理小實驗魚鰾與潛水艇的做法
首先教你用筆帽製作一個小小潛水艇:
材料:一個塑料筆帽、橡皮泥、一杯水、一個透明的塑料瓶。
把一小團橡皮泥粘到筆帽底部,做成潛水艇。
把潛水艇放進水中試試,移動或加上一點橡皮泥,使潛水艇直立着漂浮。
把瓶子完全裝滿水,把潛水艇放進瓶子,然後擰緊瓶蓋。
用力擠壓瓶子,潛水艇沉向瓶底。
鬆開雙手,現在潛水艇又回到了瓶子頂部。
科學百科:
你知道嗎?進行深海探險的潛水艇和水下探測器都有特殊的艦倉,和上面的小實驗一樣,當艦倉裏裝滿海水時,潛水艇就可以下潛,而當把空氣壓進倉中排出海水時,潛艇或探測器就會變輕,並浮出海面。
八年級上冊《生物學·新課標學生實驗探究指導》一書中有這麼一則實驗(裝置圖如圖1所示):
1、找一個大口瓶,在瓶蓋的中央鑽一個小孔,孔徑能剛好插進一根細玻璃管。
2、在瓶內裝入五分之四的水後,放入一條金魚,擰緊瓶蓋,從瓶蓋上插入一根細玻璃管,玻璃管浸入水中1㎝左右。
3、為了密封更嚴密些,在瓶蓋周圍和小孔的周圍塗上凡士林。
觀察:金魚在瓶內停留在水中不同深處時,細玻璃管內的水位會發生什麼樣的變化?
通過實驗觀察發現:當金魚下潛到水底時,玻璃管的水位會下降上點點;金魚上浮到水面時,玻璃管的水位會上升一點點。
你們知道這是為什麼嗎?這是金魚體內的魚鰾在起作用:魚鰾壓縮,使金魚身體體積變小,金魚往下潛,魚鰾膨脹,金魚身體體積變大,金魚往上浮。人們在生物科學的啟發下發明瞭船,後又發明了潛水艇。
上述教材中的這個實驗現象效果不太明顯,我根據魚鰾壓縮膨脹能沉浮的原理,設計製作了一個效果非常明顯的小潛艇實驗器(原理圖如圖2所示),它既能浮於水面,又能沉入水底。你們想知道小潛艇是怎樣製作的嗎?下面就跟我來製作一個這樣的小潛艇吧!
工具和材料
準備一個100ml透明玻璃輸液瓶(用塑料瓶更容易製作,只是不透明),一個小號(1~2ml)一次性注射器,剪成小段的鐵絲若干段;三角銼刀和強力A B膠。
製作與調試
1、用三角銼刀在玻璃瓶的底部*一邊輕輕地、小心翼翼地“啄”,一點一點地鑿成一個小圓孔(如方便的話,可到玻璃店去打孔),小孔的孔徑正好能插進這個注射器。
2、小孔鑿好後,把注射器插入圓孔,使注射器的身子在瓶子的裏面,注射器的尾部在瓶底外面。
3、用A B膠把注射器與瓶底結合處封固,再把瓶口朝下豎放24小時,等A B膠堅固粘勞後,小潛艇即製作成功了一半。
4、配重調試:把小潛艇放入水中,這時它一定是浮在水面上的(因小潛艇的體積大、自重小);揭開瓶塞往瓶裏裝入一些小鐵絲增加小潛艇的重量後,再把它放入水中,如果小潛艇沉入了水底,説明瓶裏裝的小鐵絲太多了,要取出一些,如果仍然是浮在水面上,説明小潛艇的自重還不夠,還要繼續裝一些小鐵絲。反覆這樣調試(調試時注射器的活塞推置正中段),直到小潛艇的重力與它在水裏受到浮力大約相等時即可。
實驗方法
把小潛艇浸在水中將注射器的活塞全推進去(到頂端),則注射器裏的空氣被壓入瓶內(相當於魚鰾壓縮),水從注射器尾部進入注射器(魚鰾體積變小受到的浮力也變小),這時,小潛艇在水中受到的浮力略小於它的自重而下沉;把注射器活塞抽置尾部,注射器從瓶內抽滿空氣(魚鰾膨脹),水從注射器的尾部排出而浮於水面(魚鰾體積變大受到的浮力也變大)。
科學原理
小潛艇在水中受到的浮力大小,會隨着瓶內空氣的壓縮或膨脹引起體積大小變化而改變,使小潛艇在水中實現上浮、下沉。-
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