浮沉自如的浮沉子——温州实验小学2016级3班黄品祯

黄品祯

浮沉

实验

饮料瓶

吸管

透明

玻璃瓶

玻璃杯

刻度

制作

口径

　　以前听爸爸妈妈和老师说：实践是检验真理的唯一标准。那时的我没有多大的感慨，直到自己真正动手制作实验器材，了解实验原理，到解释实验现象，我才知道从认识到实践的过程并不简单。

下面就让我从实验材料、实验原理、实验过程、实验总结和实验反思这五个方面向大家展示下整个实验的探究过程。

实验材料：

空透明饮料瓶（大小都有，表面要光滑方便观察，质地要较软，方便挤压）、小透明玻璃瓶（本次试验用冻干粉空瓶）、吸管（口径大小都需要）、回行针

实验原理：

通常我们将既能上浮也能下沉的物体称为浮沉子。他是利用阿基米德原理，改变浮力大小实现升降的。

物体在水中，若物体的密度大于其周围的水密度，物体就下沉。反之，物体就不会下沉，而下沉的物体就会上浮。以此类推，若两者的密度相等，物体就会停在水中。

帕斯卡定律：密闭流体的任一部分受压，所受的压力可以传至流体的每一部分，大小不变。因此，在装满水的密闭塑料瓶外任一地方施压，或在玻璃瓶内以遥控的方式施压，瓶内的浮沉会感受到压力。若浮沉子有小孔可让水进出，则水会从小孔进入浮沉子内，浮沉子增加重量而往下：若放松压力，则被压进浮沉子内的水就会流出来，浮沉子减轻重量而浮上来。

实验过程：

实验一：浮沉子的制作

实验材料：透明塑料饮料瓶大小各一个，带刻度的玻璃杯一个，口服冻干粉小玻璃瓶若干，大小口径不同的吸管，回形针若干，透明塑料滴管若干，小螺丝钉若干，直尺、剪刀、自来水

实验步骤：

1.用吸管制作浮沉子：用直尺量取一定长度的吸管，将其对折，用回形针插进吸管底部将其进行配重，随后将其放入装有400ml的带刻度的玻璃杯中调整配重，以吸管刚好露出出面为宜

2.用透明塑料滴管制作浮沉子：将塑料滴管的管子部分剪掉，用一枚带孔的小充气钉装在吸管开口处，随后将其放入装有400ml的带刻度的玻璃杯中调整配重，以吸管刚好露出出面为宜

3.用透明冻干粉玻璃瓶制作浮沉子：将冻干粉玻璃瓶的瓶塞橡胶上用针扎一个洞，然后把口径最小的双黄连口服液的吸管插入瓶中，注意：插入瓶中的吸管不能太深，要和橡皮塞齐平。随后将其放入装有400ml的带刻度的玻璃杯中调整配重，以吸管刚好露出出面为宜

实验结果：三种不同材料制作的浮沉子，在经过多次挤压实验后，发现用吸管制作的浮沉子稳定性最差，回形针在水中经过上下浮动容易移动位置改变重心，而且它的质量太小，挤压时增加重量或减少体积都是有限的，于是我放弃这种材质的浮沉子；塑料滴管和带孔充气钉制作的浮沉子和小玻璃瓶制作的浮沉子都是理想的，主要带孔充气钉家中只有一枚，想要多做几个浮沉子材料有限，所以我们后面的实验基本都是用透明玻璃瓶制作的浮沉子来完成。

实验二：开口口径大小对浮沉子的影响

实验材料：3个透明玻璃瓶、三种不同口径的吸管，直尺、剪刀、带刻度的玻璃杯，自来水，透明饮料瓶

实验步骤：

1、剪取不同口径的吸管各2cm长，将它们插入透明玻璃瓶的橡皮塞里，做了三个质量相等，开口口径大小不同的浮沉子。按吸管粗细分别给瓶子标记1号（细）、2号（中）、3号（粗）。

2、将它们放在400ml的带刻度的玻璃杯里调整配重，使之刚好浮在水面上。

3、将三个浮沉子放入装有400ml水的透明饮料瓶中，使饮料瓶上部留有一定空间，旋紧瓶盖，用手轻轻挤压饮料瓶，观察瓶中浮沉子的浮动变化。

实验结果

实验三：不同水量对浮沉子的影响

实验材料：1个透明饮料瓶、带刻度的玻璃杯、1个透明玻璃制作的浮沉子，自来水

实验步骤：

1、用带刻度的玻璃杯量取200ml水装在透明饮料瓶中，将透明玻璃制作的浮沉子投入饮料瓶中，旋紧盖子，用手轻轻捏饮料瓶，观察浮沉子在瓶中的变化。

2、用带刻度的玻璃杯再次量取200ml水倒入透明玻璃瓶中，旋紧盖子，用手轻轻捏饮料瓶，观察浮沉子在瓶中的变化。

2、用带刻度的玻璃杯再次量取200ml水倒入透明玻璃瓶中，旋紧盖子，用手轻轻捏饮料瓶，观察浮沉子在瓶中的变化。

实验结果：

实验四：不同溶液对浮沉子的影响

实验材料：三瓶相同体积的苏打气泡水、纯净水和食盐水，透明玻璃浮沉子

实验步骤：

1、将透明玻璃浮沉子投入装有550ml的苏打气泡水中，旋紧瓶盖，轻轻捏饮料瓶，观察浮沉子在饮料瓶中的变化

2、将透明玻璃浮沉子投入装有550ml的纯净水中，旋紧瓶盖，轻轻捏饮料瓶，观察浮沉子在饮料瓶中的变化

3、将透明玻璃浮沉子投入装有食用盐的550ml的水中，旋紧瓶盖，轻轻捏饮料瓶，观察浮沉子在饮料瓶中的变化

实验结果：

实验结果讨论：

1、实验一发现小玻璃瓶浮沉子作为一个理想的浮沉子，它有相对稳定的质量和开口形态，容易制作；吸管制作的质量太轻重心不稳的浮沉子不够稳定；塑料滴管制作的浮沉子质量也是稳定的，就是家里材料有限，数量不够。

2、实验二中除了吸管口径大小不同，其他条件都相同，所以说影响浮沉子的主要原因是排入或排出液体的容易度。开口口径大的浮沉子排出与排入液体比较容易，所以浮沉速度快，开口口径小的浮沉子排出或排入液体相对没那么容易，所以浮沉速度慢。

3、实验三讨论影响浮沉子的沉降是其瓶中所拥有的空气体积大小，浮沉子内的空气体积越多，其到达底部的力气就需要比较多，空气越少，所花的力气就相对比较少。

4、实验四讨论影响浮沉子沉降的是液体密度大小，水的密度为1.0g/ml，饱和盐水的密度为1.2g/ml，所以说相同体积盐水的质量是比较重的，相对来看浮沉子实验，以相同的浮沉子在纯水和饱和盐水中做比较，浮沉子上升水位相同时也就是说体积相同，盐水质量大于纯净水，也就是说，在盐水中下降浮沉子所需要的力气是小于纯水中。

5、苏打气泡水属于碳酸饮料，浮沉子在掉入苏打气泡水后，碳酸饮料中的二氧化碳马上聚集在它的表面，这个浮力会慢慢积累到一定程度，所以苏打气泡水中的浮沉子难以下沉至瓶底。

实验反思：

1、在苏打气泡水中的浮沉子，随着它在瓶中所待时间的延长，待苏打气泡水中的二氧化碳散尽之后，它的浮沉会发生什么变化。

2、液体的温度对浮沉子会不会有什么影响，比如首先设计一个在热水、温水、常温、冷水等不同温度下的纯净水中观察浮沉子的变化。

3、在实验二中，捏紧塑料瓶，开口口径最大的浮沉子沉入瓶底速度最快，开口口径最小的浮沉子沉入瓶底速度最慢；为什么松开被捏紧的塑料瓶，开口口径最大的浮沉子不是第一个浮到水面，而是开口口径最小的浮沉子第一个浮到水面呢？