【仪器和器材】
量筒,浓盐水,清水,鲜鸡蛋,烧杯两个。
【实验方法】
1.物体的浮沉与自身所受重力大小的关系
将量筒内盛水,记下水面位置。将细沙加在小瓶里,塞紧瓶盖。放到量筒里,使小瓶恰好能悬浮于水内任何位置(图1.42-2)。记下量筒里水面位置,算出小瓶排开水的体积、小瓶排开的水重和小瓶所受浮力的大小。取出小瓶用布抹干,放在天平上秤出小瓶和细沙的质量,算出它们的总重,得出浸没在水中的物体,所受到的浮力等于物重时,物体就可以悬浮在水中任何深度的地方。
将小瓶内细沙倒出一些,再放入量筒里重复实验,观察小瓶上浮,得出浸没在水中的物体,所受到的浮力大于物重,物体就上浮。
将较多的细沙加入小瓶,放入量筒里实验,观察小瓶下沉,得出浸没在水中的物体,所受到的浮力小于物重,物体就下沉。
2.物体的浮沉与浸入液体密度大小的关系
在量筒里倒入大半筒准备好的浓盐水,将鲜鸡蛋轻轻放入盐水中,鸡蛋漂浮在水面上(图1.42-3)。用细棒将鸡蛋压入水面下,一放手,鸡蛋又上浮。将清水缓缓注入盐水中,用细棒轻轻搅拌盐水,同时注意鸡蛋浸没深度的变化。当鸡蛋刚要全部浸入水平时,停止注入清水,有意用细棒将鸡蛋浸没在不同深度的地方,观察鸡蛋悬浮现象。继续注入清水,鸡蛋下沉到水底。用细棒将鸡蛋提起一些,一放手,鸡蛋又下沉。从鸡蛋的“浮、悬、沉”现象,得出物体的浮沉与浸入液体的密度有关。
3.物体的浮沉与排开液体的体积大小的关系
观察所受的重力相同而体积不同的两支牙膏壳,浸入同一液体中出现的下沉、漂浮现象,得出物体的浮沉与排开液体的体积有关。
这一实验还能演示“密度大于水的材料,能够制成浮在水面的物体”,将几颗粉笔头轻轻加入漂浮的牙膏壳内,物重增加,浸没的体积也相应增加,进而讲解船的排水线、载重等知识。
【注意事项】
1.演示浮沉条件的方法很多,教师要尽可能多做一些实验,加深学生对浮沉条件的认识。
2.实验的成败,取决于教师课前的准备。鸡蛋应选新鲜的,放在清水中要能下沉;如不新鲜,在清水中也不会下沉。带塞小瓶中的装沙量,课前要称好、核准。盐水的浓度要根据鸡蛋的新鲜程度决定,只要鸡蛋放入盐水中有一小部分露出水面就可以了,量筒里装的盐水多少也要合适,否则,注入清水,鸡蛋不会下沉。
【参考资料】
1.不用鸡蛋,可以采用蜡制小球(中药丸壳)成密闭小瓶,内塞适量重物,使其密度略大于1即可,它比鸡蛋更便于使用和保存。
2.“物体的浮沉与排开液体的体积大小的关系”的其他演示方法:用杯子侧放入水中,下沉,正放于水中,漂浮;用橡皮泥或油灰,捏成船状放入水中,漂浮,捏成一团放入水中,下沉;注射器,当活塞推至顶端时将它放入水中,下沉,当活塞拉出大部分时将它放入水中,漂浮。