小孩子游泳或坐船时,是否有过这样的疑问,为什么人或船不会沉入水中,而石头扔进水里时会往下沉。这与浮力有关。
用锡箔纸船承重做关于浮力的简单有趣小实验
材料:锡箔纸、水、小玻璃球或金属螺母或其他可用作重量的东西
浮力实验步骤
1、剪下30厘米×30厘米的正方形锡箔纸。
再把锡箔纸的边缘竖直向上折叠起来形成正方体,这样可让侧面更坚固。
2、再把锡箔纸船放进装有足量水的容器内,然后把小玻璃球一个接一个小心地放进锡箔纸船中,直到船下沉!你还可以测量添加到船上的每个物体的重量,看看当放进多少数量的小玻璃球后船才会开始下沉。
提示:放小玻璃球时,动作要稳且均匀,这样才能保持锡箔纸船的平衡,防止侧翻。
3、继续添加小玻璃球,直到锡箔船完全沉没!
4、再改变锡箔船的形状,如把锡箔纸船的底部面积减少或折叠成船的形状。然后做同样的实验,比较一下要让船下沉,两次所放入的重量是否一样,也就是船的形状和所放进的重量是否有关系。
锡箔纸船承重实验原理
物体漂浮于水中时,垂直方向受到浮力和重力的作用。如果浮力大于物体的重量,物体就会漂浮着。如果浮力小于物体的重量,物体就会下沉。
物体在水中受到的浮力大小,阿基米德定律是这样说的:浸入静止流体中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向垂直向上并通过所排开流体的形心。
阿基米德定律告诉我们,船的载重重量的多少和船在液体中浮力的大小相关,而浮力又和船排开的液体的重力相关。也就是船排开的液体的重力越大,船的载重量越大。因此船折叠得越大,浮力就越大,其载重量就越大。
在锡箔纸大小一样的前提下,折叠成船形时会有许多地方重叠,造成锡箔纸的浪费,导致所折叠成的船比较小,这样会影响排水量,导致浮力小。而把锡箔纸折成方形可以使其面积尽可能大。
另外,船做得比较深,并不能装入更多的东西,因为随着船内重物重量的增大,船体就会下沉,水对船体的侧面压力就会增大,会引起船因受压向内凹陷变形,反而导致排水量减小,浮力也跟着减小。
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