正文 第16章 浮力與阿基米德定律實驗的操作與改進設計(2 / 3)

(2)實驗操作①先將軟體浮子放入水中,浮子浮在水麵上。

②再將軟體浮子放入倒置的小瓶瓶內,注入水到某一位置,這時軟體浮子受到水的壓強、壓力作用與瓶頸密帖,浮子底部無水,不受到浮力作用。

③把小瓶放入大瓶內,三腳擱架擱在大瓶口上,使小瓶懸掛在大瓶內。

④向大、小瓶之間的夾層中徐徐注水,彩色吹塑紙標誌環浮在水麵上並逐漸上升。

(3)特點和效果

①現象明顯,提高了實驗的可信度和成功率。由於用彩色氣球做成的水滴形軟體浮子,在水的壓力作用下,與瓶壁間是軟接觸,確保密帖,不漏水,實驗次次成功。

②實驗過程易於觀察。由塑料硬線擱架和彩色吹塑紙圓環分別作為內外兩個水麵的標誌線。使實驗過程清楚明了,易於觀察。

③製作塑料硬線擱架,使內外兩個瓶方便地套在一起,使實驗操作較為方便。

④整個裝置,取材容易,製作簡單,效果明顯。

⑤當隔層中的水麵升至一定高度時,軟體浮子在浮子力的作用下,快速上浮在水麵上。

實驗2

(1)實驗器材用兩隻色彩不同的乒乓球如圖10替代軟體浮子,其餘裝置同上不變。

(2)實驗操作

①將兩隻乒乓球先後投入如圖11的塑料礦泉水瓶中,一個在瓶口的正上方,另一個疊在一邊;②向裝有兩隻乒乓球的倒置的塑料瓶中,快速注水,這時疊在上麵的乒乓球就飄浮在水麵上,另一隻仍在瓶口沒動,水從瓶口向下流出,如圖12;③將小瓶放入大瓶內,三腳擱架擱在大瓶口上,使小瓶懸掛在大瓶內,如圖13;④小瓶裏的水不斷流入大瓶內,小瓶的水麵不斷下降,大瓶的水麵不斷上升。這時可向小瓶再補充適量的水,使小瓶水麵上的乒乓球與瓶口的乒乓球保持一定的高度差,如圖13;⑤當大瓶中的水麵升至一定高度時,瓶口的乒乓球在浮力的作用下,快速上浮在水麵。

(3)特點和效果

①不用軟體浮子,製作更為簡單;②效果明顯,可信度高,成功率達百分之百。

結構與製作

①將長方形的礦泉水透明塑料瓶的瓶底截去。

②用一塊長12厘米、寬6厘米的透明軟塑料片(在可樂瓶上截取)卷成小圓筒,並用透明膠帶粘住;再將小圓筒插入礦泉水瓶的瓶口15厘米左右粘住。

③準備兩隻不同顏色乒乓球作浮子。

實驗操作

①演示乒乓球是浮在水麵上的。將兩隻乒乓球依次放入瓶中,向瓶中快速注滿水。這時,一隻乒乓球浮在水麵上,另一隻乒乓球卻沉在水底,同時有水從筒口向下流出。

②用手掌堵住筒口,筒內的水不再流出,水麵逐漸升高。將瓶頸處乒乓球的下部接觸水麵的瞬間,乒乓球迅速上浮並漂浮在水麵上。

特點和效果

①製作簡單,效果明顯,實驗確保成功。由於加長了瓶頸的長度,延長了觀察現象的時間,大大地增強了實驗的可信度,充分利用學生的好奇心理,極大地激發了學生的興趣。

②取材方便,學生也極易仿製並操作,使“浮力產生的原因”不言而喻,比較淺顯地分解了教學難點。

在空氣中演示和驗證阿基米德定律

阿基米德定律的實驗演示和驗證有多種方法。在現行的中學物理教材和教學參考書中,這個實驗幾乎都是在液體中完成的。阿基米德定律也適用於氣體的實驗演示和驗證,一般學校都不做,師生總感到美中不足。以下我們將介紹一種在空氣中演示和驗證阿基米德定律的實驗方法,所用的實驗裝置十分簡單,做演示實驗時,演示過程清晰、直觀、生動、易於啟發學生的思維,做定量驗證實驗時,操作方便,實驗結果有一定的精度,能滿足學生的分組實驗要求:

在空氣中演示阿基米德定律選用一隻洗淨幹燥的墨水瓶(約60毫升)和一個能塞緊瓶口使其不漏氣的橡皮塞,在橡皮塞上插一根長約25厘米,內徑約3毫米的玻璃管(或細竹管),玻璃管一端栓一隻壓癟的氣球,另一端通入瓶內。在橡皮塞上再插一隻注射器的針頭,針尖與瓶內連通,做成。