最简单的“浮沉子”制作.doc

最简单的“浮沉子”制作淮安楚州教研室 吴秋瑛楚州区溪河中学 陆 航“浮沉子”原名“笛卡儿潜水器”，由法国科学家笛卡儿为示范浮力定律而发明的。“浮沉子”是苏科物理教材第十章压强和浮力- 物体的浮与沉的课外实践与练习，教材展示的图片，如图1所示，其制作材料有：2.25L的饮料瓶、漂浮小瓶、水。教材给出的课题是制作浮沉子，但关注的是演示浮沉子，观察记录实验现象，对制作材材料的选取和制作过程技艺未做指导。图1浮沉子不仅是一个“好玩”的玩具，其中还包含着很多的物理知识；制作浮沉子不仅给你带来许多乐趣和成就感，而且能提高你的动手能力和发散思维。一、收集制作材料制作“浮沉子”的传统材料有：大饮料瓶（可乐瓶、雪碧瓶、纯净水瓶等皆可）1只，小玻璃瓶或药瓶（能放人大瓶中，用作浮沉子）1只，扎丝一段（细铁丝、细铜丝、细铅丝皆可）。其中用作浮沉子的小玻璃较难获得，适量水亦不易调整。图2最简单的“浮沉子”的制作材料有：透明矿泉水瓶、水笔的笔帽、西瓜皮或苹果、直径1mm的细铜丝、水，如图2所示。二、制作步骤与技巧1.取下水笔的笔帽，将细铜丝缠绕于柱形笔帽体 1 2圈（根据笔帽体积的大小、细铜丝的粗丝进行调整）。图32.用水果刀剖一小片西瓜皮，最厚处约6mm，塞于笔帽的开口端，如图3所示，密封笔帽的开口端，切割掉笔帽外西瓜皮的多余部分。3.将一端密封的笔帽放进水中，细铜丝移到顶端或开口端，笔帽均能直立于水中；笔帽沉底可适量剪去细铜丝；笔帽漂浮水面上部分过多，可增加细铜丝长度或向笔帽里灌装适量的水，直到笔帽刚好浮于水面，“浮沉子”便做成。4.向透明矿泉水瓶装入清水，水量不要满，接近瓶口即可。细铜丝圈移到笔帽的顶端，将笔帽放进矿泉水瓶内，笔帽顶端向下，直立于矿泉水瓶内，密封矿泉水瓶的瓶口，用力挤压矿泉水瓶的侧面，便可观察到“浮沉子”向瓶底沉，松手后又观察到“浮沉子”向上浮，如图4所示。三、材料准备说明1.可用来替换笔帽的材料有：笔杆、奶茶的吸管、笔的外壳等，替换铜芯线的材料有：护套线的线芯、漆包线、细铁丝等，替换西瓜皮的材料有：马铃薯、萝卜、红薯等。2.制作“浮沉子”的材料取至学生日常生活，来源广泛，演示效果好。四、“浮沉子”说明的物理道理图41.浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力。2.笔帽的开口端被“西瓜皮”塞住，顶端有出气孔。将铜线圈置于笔帽开口端，“浮沉子”放入瓶水中，笔帽的顶端向上，顶端小孔将“浮沉子”内的空气与矿泉水瓶内的空气连通。旋紧瓶盖，无论如何用力挤压瓶身，“浮沉子”均不能在水中下沉或上升。此时矿泉水瓶内的水，不能进行“浮沉子”内，“浮沉子”排开水的重力不变，受到的浮力不变，始终等于“浮沉子”体的重力，如图5所示。图53.将铜线圈置于笔帽顶端，“浮沉子”放入水中时，“浮沉子”顶端向下直立于水中，用力挤压矿泉水瓶，瓶身发生形变，瓶内的容积变小，瓶里气体的体积减小，压强增大，水通过笔帽顶端的气孔进入笔帽，笔帽内气体的体积变小，压强增大，笔帽排开水的体积减小，受到的浮力变小，笔帽的重力大于浮力时，笔帽开始下沉；松开手，瓶身发生形变，体积变大，瓶里气体的压强减小，笔帽内的气体将水通过笔帽顶端的气孔压回至瓶中，笔帽排开的水的体积增大，受到的浮力变大，笔帽的重力小于浮力时，笔帽开始上浮。4.“浮沉子”浮与沉的过程中，笔帽内气体的压强等于矿泉水瓶里气体的压强与水产生的压强之和。