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一台设计有缺陷的演示器_物理论文

时间:2012-07-29  作者:佚名

论文导读::而对于这样一台设计有缺陷的演示器。台设计有缺陷的演示器。
论文关键词:一台设计有缺陷的演示器
 

德州市实验技能考试期间,我跟随考核小组来到了德城区的第七个考点德州十中。考试之前,我和十中的实验室管理员赵红梅老师转了一下他们的物理仪器室,众多的器材中有一件引起了我的注意,这是一台崭新的浮力原理演示器。赵老师说:“这个仪器自从买来以后就没用过,不知道该怎么用,毕老师你给看看吧”。赵老师的一句话引起了我的兴趣,我摩拳擦掌,决定一探究竟。

我召集了三名监考的物理老师和我一起做这个实验。我们的操作步骤如下(见图1):将浮体放在小水箱上端,并对齐位置,使浮体恰好堵住小水箱顶端的开口。先用手压住浮体,向大水箱中慢慢注水,水的深度约12cm,将手放开,继续向大水箱内加水,直到水位高出浮体上端10 cm以上。因为小水箱上口与浮体配合良好,漏水很少,小水箱的进水孔很小,水渗漏缓慢,浮体还没有受到向上压力,只受到水向下的压力,浮体还不能浮起。水继续向小水箱流入,小水箱中的空气由排气管不断地排出。根据我们的设想:当小水箱充满水时,浮体就会受到水向上的压力,向上压力大于向下压力,即产生了浮力,浮力大于浮体的重力,浮体就上浮了。小水箱中的水位越来越高,我们认为实验很快就能成功了。正当我们要庆祝胜利的时候,浮体突然向上浮起,可这时小水箱中的水位距离顶端开口还有将近2 cm,实验失败了。这时我想起赵老师的话,看来问题并没有那么简单论文提纲格式

问题出在什么地方呢?我们又接连进行了三次实验,期间我们注意到了所能想到的全部细节:如为了保证浮体和小水箱接触更加严密物理论文,我在浮体的下端涂抹了凡士林;我们通过增减浮体中沙子的多少来调整浮体的重力等等。按理说,实验操作真的没有问题了,但每一次都与成功失之交臂,这令在场的几个人都很失望,大家不禁陷入了沉思。我静静地站在实验桌旁,回想刚才的四次实验,突然惊奇的发现:四次实验的失败是那么的雷同,每次都是小水箱中的水位距离顶端开口还有将近2 cm的时候,浮体就开始上浮了,虽然我们中间改进了一些操作细节,但对相似的失败结果毫无影响。我仔细端详着这个距离小水箱顶端开口只有2 cm的地方,恍然大悟:是演示器的设计有问题,不是我们操作的问题,是它的排气孔位置设计的太低了。当小水箱中的水位即将超过排气孔时,小水箱上端的密闭空气就排不出去了,而且由于水的压强还会被压缩。当压缩气体对浮体向上的压力大于水对浮体向下的压力和浮体重力之和时,压缩气体就会把浮体推开,这时水流入浮体下方,浮体受到水的浮力,就会浮起来了。虽然最终浮体也是因为受到液体向上和向下的压力差即浮力而浮起来的,但这与演示器的设计初衷肯定是不相吻合的,这并不是我们想要见到的现象。“我认为排气孔应该设计在小水箱的顶端” 其中的一位物理老师说,“只有设计在顶端,才能保证排尽小水箱里所有的空气,小水箱内才会充满水,浮力原理才能演示出来。”对于这个结果,大家都很满意。

问题终于找到了,我们的实验考试也要开始了。在此,我想提醒各位同仁,质疑精神什么时候都不过时,它是学好科学的第一步。只有打破思维定势,我们的实验才能少走弯路。而对于这样一台设计有缺陷的演示器,建议大家千万不要将它当成“摆设”,只要我们加以改进、合理利用,相信一定会有意外的收获。

 

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