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活动设计

2016-07-23

中国科技教育 2016年4期
关键词:塑料管软管潜水艇

活动名称 连通的气球

实验条件及材料

·2个大小材质都相同的气球

·直径约2厘米可弯折的塑料管

·3个比较紧的铁夹子或晾衣夹

·橡皮筋(可选)将塑料管对折,然后用铁夹子夹住弯折的部分将第一个气球吹起来,不用吹得太鼓,一半就可以了,然后用铁夹夹紧。接着吹起第二个气球,注意要比第一个气球吹得小一点,然后也用铁夹夹紧

活动步骤

(1)将塑料管对折,然后用铁夹子夹住弯折的部分。试试向管子里吹气——管子应该被堵住了,无法通气。如果还有空气能够通过的话,试试调整一下夹子的位置,一定要确保管子完全不通气。

(2)吹一个气球,不用太鼓,吹一半就可以了。不要在吹气口处打结。

(3)将气球的吹气口拧几圈,然后在靠近气球的地方用铁夹夹紧。

(4)将气球套在塑料管的一头上。如果气球与塑料管的连接部分比较松的话,可以用橡皮筋扎紧。

(5)把第二个气球也吹起来,注意要比第一个气球吹得小一点。与步骤3一样,将这个气球用铁夹子夹紧出气口后,固定在塑料管的另一头上。

(6)小心地将铁夹子从两个气球上取下来,最后把塑料管上的夹子也取下来。仔细观察一下,当空气能够在两个气球之间流动时,发生了什么现象?和你预想的情况一样吗?

活动概述

本次实验结果将会非常出人意料——你以为两个气球会变成一样大,对吗?但是实际上大一些的气球变得更大了,小气球变得更小了。有一个很好的理由可以解释这个现象。

我们呼吸的空气在上空大气层的重量挤压下,无时不刻不处于压力之中。气球中的空气受到的压力更大,因为其不但受到大气的压力,同时也受到气球橡胶外皮的压力。空气会从高压处移动至低压处,因此当你松开气球的封口时,空气就会从气球里跑出来。

当你将两个气球连接在一起时,比较小的气球所受的压力其实比大气球中的气压更大。因此空气就会从小气球中流动到大气球中,直到小气球中的空气几乎都跑光了。

那么我们怎么知道小气球中的压力比较大呢?当你吹气球的时候,第一口气是最难吹的。只有在你肺中的压力大于气球中的压力时,气球才会被吹起来。所以你可以用你自己的肺作为气球压力的测压计。

自制潜水艇

实验条件及材料

·1.25升的大塑料瓶

·比较柔软的乳胶管或塑料管

·剪刀

·橡皮泥

·橡皮筋

·小钢勺或者其他细长的金属物品

·浴缸、澡盆或大洗衣盆,让你的潜水艇能在里面下潜。

活动步骤

(1)剪一小段约10厘米长的软管,再剪一根长约1米的软管。

(2)用一块核桃大小的橡皮泥粘在短软管的尾部,注意不要堵住软管口。

(3)然后在距离长软管一端约10厘米的位置,把长软管也在上面提到的那块橡皮泥上固定住。这样橡皮泥上就并列着两段10厘米长的软管,注意要使两根软管所指的方向大体一致。

(4)在大塑料瓶中装一半水。

(5)将两段软管插入瓶口中。调整一下软管的方向,使它们分别朝向瓶子的两侧。

(6)将橡皮泥塞入瓶口中,密封好瓶口。

(7)短软管所在一侧的塑料瓶壁就是潜水艇的底部。在瓶身上绑几根橡皮筋,然后利用这些橡皮筋将几把小钢勺固定在潜水艇的底部。

(8)将浴缸或大盆灌满水,然后把你的潜水艇放入水中。

(9)如果潜水艇沉没了,你可以向长软管中吹气。这样空气就会从长软管进入到瓶子里,而水就会从短软管中跑出来。最后,潜水艇就会浮出水面。

(10)如果潜水艇漂浮在水面,你可以从长软管向外不停地吸气。这样一部分空气就会从长软管中跑出来,而水就会通过短软管进入瓶子里。最后,潜水艇就会潜入水中了。

(11)如果潜水艇始终无法正常上浮下潜,你可以试试调整固定在潜水艇底部的金属物重量。

活动概述

当你的潜水艇中充满空气时,它会变轻,并漂浮在水面;当它里面装满水的时候,它就会变重,并沉到水底。有一个恰好合适的重量可以使潜水艇既不上浮也不下潜。也就是当潜水艇的重量恰好与潜水艇体积大小的水量一致时,就会产生这种现象,此时潜水艇受到的浮力被称为中性浮力。当潜水艇处于中性浮力时,它既不会下潜,也不会浮上水面——而是一直保持在同样的水深位置。

许多船都是由密度大于水的金属建造的。它们之所以能够漂浮在水面,是由于它们自身的形状使得它们内部充满了空气。当一艘船开始漏水时,水会进入船体内部,这样船的重量就会不断增加,这艘船就会开始慢慢下沉了。

(NiNi编译)

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