浮沉子

通常我們將既能上浮也能下沉的物體稱為浮沉子。他是利用阿基米德原理，改變浮力大小實現升降的。

基本介紹

• 中文名：浮沉子
• 外文名：Float
• 創造者：法國科學家笛卡爾
• 別名：“沉浮玩偶”、“潛水娃娃”

概述

又名“浮沉玩偶”、“潛水娃娃”，在國內首見於《教育月刊》第132期（1990年9月）。

Richard Frazier 以「A PHILOSOPHICAL

TOY」為篇名，詳細討論這個名詞，認為與哲學家笛卡爾有關。

實驗

它是法國科學家笛卡爾（1596—1650）所創造。它是玻璃制的小瓶體，其下端開有小孔，水可通過小孔進出瓶體。把它放入高貯水筒中，並使之浮在水面上。用薄橡皮膜把筒口蒙住並紮緊，用手按橡皮膜，筒內的水和空氣是在密閉的容器內。根據帕斯卡定律，當空氣被壓縮時，將壓強傳遞給水，水被壓入瓶體中，將瓶體中的空氣壓縮，這時浮沉子裡進入一些水，排水體積不變，所受的重力大於它受到的浮力，於是向下沉。手離開橡皮膜，筒內水面上的空氣體積增大，壓強減小，浮沉子裡面被壓縮的空氣把水壓出來，此時排水體積增大，浮沉子的重力小於它所受的浮力，因此它就向上浮。當手對橡皮膜施加的壓力適當時，浮沉子便懸浮在水中的任意深度上。浮沉子的浮沉是在外加壓強作用下，靠改變它的排水體積來實現的。潛水艇與浮沉子升降道理相同。

浮沉子

浮沉子實驗形式多樣。一般都是通過外部壓強的變化，改變浮沉子內部氣體的體積，從而達到控制其沉浮的目的。製作浮沉子要掌握兩個要點：第一，浮沉子內部必須有一定量的氣體(因固體、液體的體積不易隨壓強的變化而變化)；第二，要控制好整個浮沉子的平均密度，使外界壓強較小時，整個浮沉子的平均密度稍稍小於周圍液體的密度。

簡易製作

方法一

器材：1000ml透明有蓋塑膠瓶，中號滴管/筆帽、橡皮泥，塑膠瓶。

操作：

(1)在滴管中吸入適量的水，使其恰好能浮在水面上(用手輕點滴管的橡皮頭，滴管即會沉入水中，後又緩緩浮上。

(2)塑膠瓶裝滿水後將滴管放入，然後蓋緊瓶蓋(儘量做到不漏氣)。

由滴管制作的浮沉子

(3)用力擠壓塑膠瓶，可看到滴管下沉。撤去壓力，可看到滴管上浮。用力得當，可使滴管停止在水中某一位置。 注意 瓶中水儘量裝得滿一些，殘留的氣體越少，實驗效果越好。

操作：

1. 要選用筆套的頂端完全封閉的，沒有小氣孔。

2. 用小小的一塊油黏土包住鉛筆的筆芯後，塞住筆套口，抽出筆芯後，就留一個小孔，以便水的進出，好調整浮沉子的重量。

3. 調整浮沉子的重量（ 增減筆套內的水量，或增減油黏土的量），使浮沉子只浮出水面一點點。

方法二

器材 ：火柴梗，細漆包線，試管，清水。

操作：

(1)取一火柴梗，在其一端繞一小段細漆包線。調節漆包線的重力，使火柴梗恰能豎直懸浮在水面附近。

(2)用拇指按沒試管口，使拇指和試管內水面間不留空隙。當用拇指向下壓水時，火柴梗就會下沉；減少拇指壓力，火柴梗又會徐徐上升。

注意：

應選用木質火柴梗，因木質是多孔的，其中所附空氣的體積會隨拇指對水的外加壓強而變化，從而成為一個簡易的“浮沉子”。

方法三

器材：普通飲料瓶，吸管（大於8厘米），曲別針

操作：

（1）剪下一段吸管，長度在八厘米左右；將其對摺。用兩個曲別針分別卡在吸管兩端。“浮沉子”就完成了

（2）用水將瓶子灌滿，然後將“浮沉子”放入水中，使其恰能浮於水面上。

（3）扣緊瓶蓋，輕按瓶身，你會發現“浮沉子”往下移動；鬆開手，“浮沉子”又會向上移動；當用力恰當時，“浮沉子”會懸浮於瓶體中央。

注意：如果製作後的“浮沉子”浮於水面部分過多，請稍微剪短吸管。

方法四

找一個600ml的飲料瓶，和一個裝口服液的瓶子，先把飲料瓶裝滿水，放在一邊，把小瓶子裡裝大約一半水，記下小瓶子裡的水量（因為幾乎都不可能一次成功，方便失敗後調整），把裝過水的小瓶子口用食指堵上，倒扣進飲料瓶，注意別讓小瓶子裡的水漏出來，擰緊蓋子，捏飲料瓶，如果不下去說明小瓶子裡水少了，如果下去不上來，說明水多了。