液体悬浮实验

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  摘要:学生在学习浮力一章时,经常看到的是固体在液体中的悬浮,对物体的悬浮条件理解产生局限。一瓶金黄的菜籽油、一瓶水和酒精,加上简单的调试,就能让学生看到液体的悬浮。
  关键词:液体;悬浮;菜籽油
  中图分类号:G633.7
  文献标识码:A
  文章编号:1003-6148(2013)4(S)-0061-2
  浮力教学中通常都是在均匀溶液中做固体的悬浮实验。我们采用颜色金黄的菜籽油去做了液体的悬浮实验,非常成功,介绍如下。
  1 实验创新作品设计与研制
  1.1所需材料
  长方体水槽、酒精、水、胶头滴管、菜籽油、烧杯
  1.2实验步骤
  1、将油滴到水面上,由于水和油的密度相差比较大,油滴表面张力起的作用较小,会形成如图1所示的油膜,这是我们不希望看到的。
  2、为了解决这个问题,我们可以向水中滴入适量酒精。使溶液密度略大于油的密度。再将油滴到溶液表面。由于液体表面张力的作用。实验现象如图2所示。
  3、继续向溶液中注入酒精,溶液的密度会继续减小,总有一个时刻溶液与油的密度相同,油滴悬浮。但却发现油滴并不是正球,而是像一个被压扁了的球,这也不是我们想看到的。如图3所示。
  4、出现上述状况的原因为:溶液密度不均匀,下部密度大于上部。做个实验验证一下:将油滴打碎,发现所有小油滴都在一个水平面上,这说明在溶液中有一层我们看不到的油膜。将酒精溶液分成上下两部分。下面一部分密度较大,而上面溶液密度较小。如图4所示。
  5、用胶头滴管从上层溶液取液体,注入下层溶液。再从下层溶液取液体,注入上层溶液。多次重复,上下溶液密度将逐渐接近。此时仍不能看到正球形油滴,并且可见油滴向上运动。如图5所示。
  6、向溶液中继续注入适量酒精,使溶液密度与油滴密度相等。再用胶头滴管将上下部分溶液混合均匀。最后油滴呈现完美球形静止在溶液中,效果如图6所示。
  7、同理,在上述实验中若油滴下移,可向溶液中改为注入适量水,重复步骤6,直到油滴成正球状。
  2 实验创新作品教学
  2.1教学中的应用
  本实验可以作为课堂演示实验,其操作方便、效果明显,可以带给课堂一抹亮色。也可以留给学生想象的空间,作为课后探究实验。并组织学生展示自己的成果。这样可以让学生体验到成功的喜悦,为物理教学带来生机。在本实验结束的时候,老师一定要进行小结和提升。要求学生们在以后学习物理时。一定要多思考多发现,尤其是要搞清楚每个所学的基本规律适用的条件是什么?能否通过实验来验证?实验的困难是什么?如何克服?
  2.2实验教学效果
  本实验新颖,蕴含知识丰富。与学生原先的思维定势发生严重冲突,通过这个实验从固体悬浮到液体悬浮的思维模式。使学生的发散性思维得到锻炼。相信在以后的学习中,学生会受到本实验的影响。勤于思考和发散,对将来的学习定有用处。
  3 实验创新作品使用说明
  实验调试比较吃力,提前测定油的密度,使所配置的溶液密度略大于油的密度,有利于压缩实验时间。
  (栏目编辑 王柏庐)
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