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 位置: 科学小发明探索 >> 创意无限 >> 科教创新 >> 自创教具 >> 正文 提交课题阶段性成果公告  [2007-06-29 18:10:31]
  自制教具作品魔幻气泡*趣味沉浮实验器技术资料    3星级
自制教具作品魔幻气泡*趣味沉浮实验器技术资料
[ 作者:曹晓春     来源:科学探索网     点击数:12198     更新时间:2008/9/3     文章录入:曹晓春
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一、教具或名称:魔幻气泡*趣味沉浮实验器

二、教具制作人单位、姓名、邮编:资兴市东江镇中心完小   曹晓春 杨文珍   423403

 三、教具装置图(图1

1

四、仪器特点及用途

1、特点:本实验器制作简单、材料易得,透明度大、直观性强,是小学《科学》课中“沉和浮”单元中探究《物体沉浮的秘密》的一个极好的教具,既能演示实验原理,又具观赏价值,奇特的实验现象更为科学、生动和有趣,能激发起学生对科学的浓厚兴趣。

2、用途:本教具可实现:制气泡、趣味沉浮、气泡轮机和浮力原理演示四大功能,既可单独单个演示,也可以同时演示。

   巧制气泡,有需用专门的气泡发生器,在水箱中就能不断地产生向上冒的气泡

    趣味沉浮,沉浮子水舱内进气、放气过程可见度大;沉浮子上下沉浮自动反复进行,实验生动有趣,非常巧妙地演绎了潜水艇在水中沉浮的秘密

气泡轮机,气泡也能做功,推动气泡轮机在水中快速地旋转

浮力原理演示,物体在液体中并不一定都受到浮力的作用而上浮,只有当物体在液体中受到的向上的压力(浮力)大于向下的压力时,物体在液体中才能向上浮。

五、制作材料

有机玻璃水箱、塑料球、饮料瓶铜丝、AB胶和橡胶软管等

六、制作方法

1.用有机玻璃制作一个上下两层的长方体(320㎜×120㎜×460)透明水箱,上层为260,下层为200。中间隔板上钻有2个小排气孔和1个进水孔,进水孔中插入一根橡胶软管到下层的底部。

2.找一个较小的果冻盒,在果冻盒的底部烫一个小孔,将螺丝钉套上橡皮垫从盒内穿出,钉尖旋入泡沫塑料内。将一小段铜丝弯成果冻盒口大小的圆环,套在果冻盒上配重,制作成一个沉浮子。如图2所示。

2

为了不至于沉浮子在水箱内乱走(走到没冒气泡的地方),在上层水箱排气孔的位置倒立一个较大的去底饮料瓶,并固定好,使沉浮子在有气泡的瓶内上下沉浮。

3.将橡胶塞加工成一个圆柱,用铜线将4个矿泉水瓶盖固定在橡胶塞周围,从正中穿过一根铝条作旋转轴,再用较粗的铜丝制作一个支架,即成一个水轮机。把它放到上层水箱的排气孔旁边,在气泡推动它在水中快速地旋转,即成为一个气泡轮机。如图3所示。

3

4.将小矿泉水瓶的瓶底去掉。将细铜丝的两端分别从矿泉水瓶的里面穿过瓶壁,再将伸在外头的两端做成一个弯钩。将矿泉水瓶(去盖)倒挂在水箱里边的边沿上,然后在矿泉水瓶里放入两只乒乓球。

七、使用方法

1.将本教具放置在水平桌面上,将矿泉水瓶挂到水箱里。水轮机叶盘对准一个排气孔,沉浮子放入水箱中的大饮料瓶里。

2.往矿泉水瓶内倒水,会看到一个奇特的现象:一个塑料球沉于原计泉水瓶水底堵在瓶口上,另一个塑料球浮了水面上。

3.继续不停的加水,让水从矿泉水瓶中溢到水箱中,水箱中的水从进水孔的导管中进入下层水箱,使水箱下层的水慢慢的增加,可看到空气从排气孔中排出,产生气泡推动气泡轮机在水中不停地转动。

4.不停的加水使矿泉水瓶的水量总保持高水位,堵在瓶口上的球沉在水箱的水底而不上浮,水箱里的水位也在不断地增高,当矿泉水瓶的水位和水箱的水位差距越来越小时,沉在水底的球突然向往上浮。原因是:水底的球堵在矿泉水瓶口时,矿泉水瓶里的水(高水位)对乒乓球产生向下的压力(另一只乒乓球浮在水面,不存在这种压力),而水箱里的水(低水位)则对这只乒乓球产生向上的压力(浮力),乒乓球能否上浮取决于这两种水位的压力之差。

水箱液面不断升高,对乒乓球产生向上的压力越来越大,液面要上升到一定高度,与矿泉水瓶的水位相差很小时,乒乓球才会上浮。从而得出结论:物体在液体中并不一定都受到浮力的作用而上浮,只有当物体在液体中受到的向上的压力(浮力)大于向下的压力时,物体在液体中才能向上浮。

5.加满上层水箱,让水不停地往下层流,下层的空气则不断地从排气孔中冒出来,产生气泡向上冒出。将沉浮子放入冒气泡的大饮料瓶里,可看到沉浮子在水中自动反复上下沉浮,情景十分有趣。

实现沉浮的科学原理是:气泡进入沉浮子舱内,泡沫塑料能拉住橡皮垫堵住放气孔,舱内的空气逐渐增多,从而使沉浮子受到的浮力而上浮。当泡沫塑料浮出水面的一瞬间,由于重力的作用而下落,从而打开放气孔,排出舱内的空气,沉浮子又会下沉。《科学》课中解释潜水艇就是这个原理实现沉浮的,本实验器非常巧妙地演绎了潜水艇在水中沉浮的秘密。

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