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打捞沉船最常见的办法是在沉船上绑上很多浮桶,就像给它穿上一件救生衣,使沉船更容易被打捞上来。你可能没想到,小小的葡萄干在碳酸饮料中也能像沉船一样漂起来。今天我们就来研究漂浮的葡萄干这一奇妙的现象。
实验器材
塑料杯
葡萄干
大米
黄豆
干净透明的、有大量气泡的碳酸饮料200mL(图1)
实验步骤
1.将碳酸饮料倒入塑料杯中,然后,拿起一粒葡萄干,
放到饮料中(图2)。
想一想葡萄干会一直沉入水中吗?
我发现:___________。
2.比较葡萄干在杯底和漂浮上来后葡萄干周围气泡 分布情况。
沉底时气泡分布情况;多少
漂浮时气泡分布情况:多少
3.用其他材料(比如黄豆、大米、或者纽扣)重复做这个实验,观察会有什么现象发生。我发现_______________。
实验现象
葡萄干放进饮料杯后,先是下沉的(图3),随着周围气泡的增多又会上浮(图4)。葡萄干到达饮料表面后,一部分气泡相继破裂了,葡萄干又会下沉,这样往复运动。
实验原理
碳酸饮料中溶解了大量的二氧化碳,这些二氧化碳是不稳定的,遇到搅动或加热就会变成气泡从液体中释放出来。葡萄干在下落的过程中搅动了周围的碳酸饮料,当它下沉到杯子底部以后,周围的二氧化碳形成了气泡,附着在葡萄干上,像给它套上了救生圈,葡萄干就浮了上来。葡萄干漂浮在饮料表面的时候,在表面以上的气泡会破裂,它就又重新开始下沉了。当葡萄干沉入到杯底以后,重新集聚了气泡后又漂起来了。
背景知识
1.浮力:物体在液体中受到的使物体上浮的力,称为浮力。物体的体积和周围液体的密度越大,浮力越大。有些物体在水中上浮是因为浮力大于重力,比如木块;有些物体在水中下沉是因为浮力小于重力,比如铁块。
2.重力:地面上的物体受到地球的吸引力,称为重力。质量越大,物体受到的重力越大。
引发思考
1.怎样才能让更多的二氧化碳包裹住放入的物体,使其能够更轻松地漂浮起来呢?
2.图5是葡萄干上浮的过程图,相邻的图片时间间隔为0.2秒,试分析葡萄干在上浮过程中速度的变化规律。
指过留痕
适合年级:小学高年级和初中低年级
水的表面究竟是什么样子?今天我们通过实验来揭示这个秘密。
实验器材
清水200mL
塑料杯
黑芝麻5g(可用粉笔灰等能浮在水面上的粉末代替)
肥皂
清洁布(图1)
实验步骤
1.取一杯清水,在杯子的边缘附近放几粒黑芝麻,观察黑芝麻的运动情况:
A 滑向边缘 B 滑向杯子中心 C 静止不动
2.在一杯清水中倒入黑芝麻,使黑芝麻能够覆盖水面,用手指慢慢在水面划过一道线,猜一猜手指能划开水面吗?
我猜想:______。
等待5秒钟,看看黑芝麻是否被手指分成两部分?
我发现:______。(见图2)
3.在手指上蘸一些肥皂,再用手指划过水面,猜一猜这次手指能划开水面么?
我猜想:_______。
等待5秒钟,看看黑芝麻是否会分开。
我发现:________。
实验现象
把黑芝麻放在杯子边缘附近,黑芝麻会向边缘移动,用手指无法划开水面上的黑芝麻。而涂有肥皂的手指可以将黑芝麻划开,等待一段时间后,黑芝麻不会重新合拢。
实验原理
水表面的水分子就像一张拉紧的橡皮膜,它有一定的弹性,也能够承受一定的重量。杯子边缘的黑芝麻靠近边缘一侧的表面张力大,所以黑芝麻向杯子边缘滑动。用擦有肥皂的手指划水时,因为肥皂有削弱表面张力的作用,黑芝麻在肥皂一侧受到的表面张力比在水一侧的表面张力小,所以黑芝麻会向靠水的一侧移动。这样黑芝麻就被分开了。
背景知识
表面张力:在水体的表面,有一个使水面收缩的力,使水的表面积尽量保持最小,这个力称为表面张力。
分子:保持物质性质的最小微粒,称为分子。
引发思考
在火柴的一端抹上一些肥皂,然后把它放在水面上,看看会发生什么奇妙的现象?