簡(jiǎn)易吸管浮沉子的制作及其探究教學(xué)建議

簡(jiǎn)易吸管浮沉子的制作及其探究教學(xué)建議TheproductionofsimplestrawDescartesdiverandThesuggestionsofInquiryTeaching劉劍鋒贛南師范學(xué)院化生學(xué)院科學(xué)教育研究室江西贛州（341000）配重用回形針對(duì)折后的吸管圖1配重用回形針對(duì)折后的吸管圖11浮沉子的制作1.1開口浮沉子開口浮沉子制作視頻請(qǐng)參看開口浮沉子制作視頻請(qǐng)參看：/v_show/id_XMTAzOTU4MzY4.html這種浮沉子制作方法最簡(jiǎn)單，當(dāng)使用透明吸管制作時(shí)，由于能看到水進(jìn)出吸管，學(xué)生也最易于理解其浮沉的原理。（1）材料：普通吸管（超市有售）、回形針、打火機(jī)、剪刀、塑料飲料瓶（如礦泉水瓶、可樂(lè)瓶等）、水、（2）制作方法：方法一：用剪刀剪取一段長(zhǎng)約5—6cm的吸管，將其對(duì)折后用一回形針穿入兩吸管口固定即可（圖1）。將制作好的浮沉子放入一盛水的杯子里，如果浮沉子沉入杯底，則說(shuō)明剪取的吸管長(zhǎng)度還要再長(zhǎng)一些。如果浮沉子有很大一部分吸管露出在水面上，則可以用手?jǐn)D壓吸管，讓其吸一些水，直到只有1-2mm露出水面即可。將飲料瓶裝滿水，把制作好的浮沉子放入瓶?jī)?nèi)，擰緊瓶蓋。用力捏飲料瓶身，浮沉子將下沉，松手后浮沉子又上浮。如果出現(xiàn)浮沉子不再上浮的現(xiàn)象，則可拿出浮沉子，稍稍擠出少量水即可。方法二：如果不想對(duì)折，可用打火機(jī)燒烤使吸管一端熔化變軟，再用打火機(jī)身將其壓在桌面上，待冷卻后松開，吸管一端就封閉了（也可以用一點(diǎn)衛(wèi)生紙浸濕后塞在吸管的一端進(jìn)行封閉）。然后用回形針插入吸管的開口端即可。其它步驟同方法一。（3）原理：由于飲料瓶是密閉的，當(dāng)擠壓瓶子時(shí)，瓶子的容積變小，瓶?jī)?nèi)氣體被壓縮（水不易被壓縮），壓強(qiáng)增大，從而把水壓入吸管內(nèi)，使吸管變重，當(dāng)吸管重力大于浮力時(shí)，浮沉子就下沉。松開手后，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，吸管內(nèi)的氣體又將水壓出，吸管重力減小，當(dāng)重力小于浮力時(shí)，浮沉子上浮。如果松手后不再上浮，其原因是：當(dāng)在浮沉子沉底后松手的話，吸管內(nèi)壓強(qiáng)應(yīng)等于瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)加上一定深度的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，如果這個(gè)壓強(qiáng)相對(duì)較大，則吸管內(nèi)的氣體無(wú)法壓出足夠的水以達(dá)到浮力大于重力，因而無(wú)法上浮。讀者可自行分析臨界條件。1.2閉口浮沉子閉口浮沉子制作視頻請(qǐng)參看：閉口浮沉子制作視頻請(qǐng)參看：/v_show/id_XMTAzOTYwOTMy.html這種浮沉子是全封閉的，沒有水進(jìn)出浮沉子，但仍能實(shí)現(xiàn)浮沉。配重用回形針兩端封閉的吸管圖2閉口浮沉子（1）材料：喝奶茶用的大吸管、回形針、剪刀、打火機(jī)、塑料飲料瓶（如礦泉水瓶、可樂(lè)配重用回形針兩端封閉的吸管圖2閉口浮沉子（2）制作方法：剪長(zhǎng)約6cm的吸管一段，用打火機(jī)燒烤使吸管一端熔化變軟，再用打火機(jī)身將其壓在桌面上，待冷卻后松開，使吸管一端先封閉。隨后在吸管內(nèi)放入四枚回形針，然后用同樣的方法將吸管的另一端也封閉（圖2）將飲料瓶裝滿水，把制作好的浮沉子放入瓶?jī)?nèi)，擰緊瓶蓋。用力捏飲料瓶身，浮沉子將下沉，松手后浮沉子又上浮。如果吸管種類或剪取的長(zhǎng)度不同，可能無(wú)法一次性調(diào)整好。則可將制作好的浮沉子放入盛水的杯子里，如果吸管沉入水中，則說(shuō)明裝入的配重物太重，再重做一個(gè)，少放些重物（為便于調(diào)節(jié)，配重物也可以用大頭針或細(xì)沙）。如果有較多部分露出在水面，則可通過(guò)在吸管一端加上回形針、貼透明膠等方法加以調(diào)節(jié)（或?qū)⒁欢思舻粢恍〗兀缓笤儆么蚧饳C(jī)熔化變軟后重新封口），直到浮沉子有3mm左右露（3）原理：當(dāng)用力擠壓瓶子時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣壓增大，從而造成瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)大于封閉吸管內(nèi)氣體壓強(qiáng)，于是瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)使吸管被壓縮變形，體積減小，造成浮力減小，當(dāng)浮力小于重力時(shí)，吸管下沉。1.3旋轉(zhuǎn)浮沉子浮沉子只是上下移動(dòng)，雖然有趣，但不夠精彩，如果浮沉子在上下移動(dòng)的同時(shí)還能旋轉(zhuǎn)就更好看了。下面是兩種旋轉(zhuǎn)浮沉子的制作方法，其中第一種方法利用了風(fēng)車的原理，后一種方法利用了反沖原理。（1）材料：普通吸管、喝奶茶用的大吸管、回形針、剪刀、打火機(jī)、塑料飲料瓶（如礦泉水瓶、可樂(lè)瓶等）、水（2）制作方法：方法一：風(fēng)車旋轉(zhuǎn)浮沉子本制作方法