探寻浮力与体积的奥秘

来源 :数学小灵通·5-6年级 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leoki111
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  初学游泳时,我站在游泳池边,看到许多大人小孩浮在水面上,游得酣畅淋漓,我很疑感:为什么人的体积这么大,却可以浮在水面上,而一块小石头放在水里转眼就沉下去了。教练首先教我们憋气,我手撑在池边,深深地吸了一口气,憋住,把手从池边松开,一头扎进水里,双脚离地,我居然在水里漂浮起来。从教练的讲解中,我明白了,这都是那一口气的功劳。因为深呼吸一口气,能够将身体的密度降低,身体自然就浮起来了。这是我第一次感知到了浮力。
  假期,徐老师布置了浮力与体积的研究小课题,我想起了游泳时感受到的浮力,也迫切地想知道哪些物体能浮在水面上,浮力与物体体积之间究竟有什么奥秘?浮力的大小与水的多少有没有关系?接下来,就让我用实验来探寻其中的奥秘吧!
  我准备了一个容积约为6立方分米的水盆,装满水。我捡了一块拇指大小的石头,放入水中,石头毫无悬念地沉入水底。然后我又拿来两个苹果,大的重约125克,小的重约100克。妈妈和我打赌说:“苹果那么重,一定会沉下去。”我不敢确定。结果,两个苹果出乎意料地全部浮在水面上。妈妈说:“可能是盆里的水太多了,浮力比较大。”于是,我们换了个只有大盆三分之一大小的小盆装满水,结果苹果还是浮起来了。我大致算了下,大苹果的体积约是40立方厘米,小苹果的体积约是30立方厘米。究竟是物体的体积对浮力有影响,还是物体的质量对浮力有影响呢?
  我拿来了第三件物体,带盖子的塑料水杯,容积约为350毫升。我先盖好盖子,丢入水中,水杯横着浮在水面上。我又把杯子装满水,盖好盖子,丢入水中,水杯不论怎么丢,最终都垂直悬浮于水中,露出水面的只有杯尾或杯蓋,这让我很惊讶。杯子的体积没有改变,虽然质量改变了,但是依然浮在水面或水中,但因为质量的关系,浮力的大小改变了,杯子浮出水面的体积以及杯子悬浮的方向和角度发生了变化。
  我拿来了第四件物品——大约48立方厘米的海绵块。海绵块始终浮在水面上。
  同时,我还有个发现,不同的物体浮在水面上,你用力去按压,感受的阻力大小是不同的。似乎空杯子的阻力更大。苹果轻轻一点就沉下去了,但很快又浮上来。
  通过以上实验,我得出了结论,浮力与物体体积没有必然的联系,体积大的物体不一定沉下去,体积小的物体不一定能浮起来。相同体积的杯子装水与不装水,在水里的表现也不一样。从一些现象上看,浮力应该与物体的质量和密度有关,苹果密度小,能够在水里浮起来;小石头密度大,浮不起来。但是,从简单的小实验中,我只浅显地看到物体能否沉浮,对于不同物体在水面上承受多大的浮力,浮力大小怎么计算出来,还有待我在今后的学习中认真探索。
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