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骆村社区开设“测量浮力”科技小课堂

2019-01-11 10:47:14来源:江宁区东山街道骆村社区作者:余苏云

  1月6日,江宁区2018年公益创投项目——南京市卓越青少年科技创新能力发展中心的科技课堂又开始了,卓越的老师和志愿者们带来了有趣的测量浮力课程。

  公元前245年,赫农王命令阿基米德(Archimedes)鉴定一个皇冠。赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重,但国王还是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的,但是不允许破坏皇冠。这似乎是件不可能的事情。在公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。这时他脑中闪现出一丝模糊的想法。他把胳膊完全放进水中全身放松,这时胳膊又浮到水面上。他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆,浸入水中。石块下沉到水里,但是他能感觉到石块变轻了。而且,他必须要向下按着木块才能把它完全浸没水中。这表明在下沉的情况下,浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不与物体重量有关。相同质量下,物体在水中感觉有多重一定与它的密度(物体单位体积的质量)有关。阿基米德因此找到了解决国王问题的方法,问题关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属,它的密度会不相同,在重量相等的情况下,这个皇冠的体积是不同的。把皇冠和等重的金子放进水里,结果发现皇冠排出的水量比金子的大,这表明皇冠是掺假的。最重要的是,阿基米德发现了浮力原理,即水对物体的浮力等于物体所排出水的重量。

  

  根据浮力定律,可以得出物体浮沉与密度的关系:当物体上浮时,浮力大于物体排开液体(气体)的重力;当物体飘浮或悬浮时,浮力等于物体排开流体的重力;当物体下沉时,浮力小于物体排开流体的重力。那么,当流体密度大于物体密度时物体上浮;当流体密度等于物体密度时物体漂浮或悬浮;当流体密度小于物体密度时物体下沉。

  小朋友听完老师的讲解恍然大悟,原来看似简单的浮力原来有这么多的知识,都睁大眼睛等着看实验操作环节,首先老师用铜丝穿过小塑料杯的小孔,两头拧住,做成一只小桶,用手提着测力计上的拉环,使弹簧秤保持竖直悬挂,不加外力,指针应指在零线位置(若不指零线,可上下调节刻度盘,使指针对准零线即可使用)。把提有重物的弹簧秤移到水杯上,把重物慢慢浸入水中,仔细观察弹簧秤的指针变化。老师一边讲一边演示,会明显感受螺母在空气中的测力计刻度和在水里的刻度是有差别的,他们中间的差值就是水的浮力。

  小朋友听说可以自己动手操作了非常开心,纷纷动手实践起来,很快都测出浮力的大小,小塑料杯和大塑料杯里水的浮力也是不相同。

  快乐的时光总是短暂,下午的课程很快结束。小朋友们带着自己的器材,开开心心地回到家里。希望此次的浮力知识能像一点火苗,燃起他们对科学的喜爱和向往。

  

编辑:李莹莹