简易吸管浮沉子的制作及其探究教学建议

简易吸管浮沉子的制作及其探究教学建议TheproductionofsimplestrawDescartesdiverandThesuggestionsofInquiryTeaching刘剑锋赣南师范学院化生学院科学教育研究室江西赣州（341000）配重用回形针对折后的吸管图1配重用回形针对折后的吸管图11浮沉子的制作1.1开口浮沉子开口浮沉子制作视频请参看开口浮沉子制作视频请参看：/v_show/id_XMTAzOTU4MzY4.html这种浮沉子制作方法最简单，当使用透明吸管制作时，由于能看到水进出吸管，学生也最易于理解其浮沉的原理。（1）材料：普通吸管（超市有售）、回形针、打火机、剪刀、塑料饮料瓶（如矿泉水瓶、可乐瓶等）、水、（2）制作方法：方法一：用剪刀剪取一段长约5—6cm的吸管，将其对折后用一回形针穿入两吸管口固定即可（图1）。将制作好的浮沉子放入一盛水的杯子里，如果浮沉子沉入杯底，则说明剪取的吸管长度还要再长一些。如果浮沉子有很大一部分吸管露出在水面上，则可以用手挤压吸管，让其吸一些水，直到只有1-2mm露出水面即可。将饮料瓶装满水，把制作好的浮沉子放入瓶内，拧紧瓶盖。用力捏饮料瓶身，浮沉子将下沉，松手后浮沉子又上浮。如果出现浮沉子不再上浮的现象，则可拿出浮沉子，稍稍挤出少量水即可。方法二：如果不想对折，可用打火机烧烤使吸管一端熔化变软，再用打火机身将其压在桌面上，待冷却后松开，吸管一端就封闭了（也可以用一点卫生纸浸湿后塞在吸管的一端进行封闭）。然后用回形针插入吸管的开口端即可。其它步骤同方法一。（3）原理：由于饮料瓶是密闭的，当挤压瓶子时，瓶子的容积变小，瓶内气体被压缩（水不易被压缩），压强增大，从而把水压入吸管内，使吸管变重，当吸管重力大于浮力时，浮沉子就下沉。松开手后，瓶内气体压强减小，吸管内的气体又将水压出，吸管重力减小，当重力小于浮力时，浮沉子上浮。如果松手后不再上浮，其原因是：当在浮沉子沉底后松手的话，吸管内压强应等于瓶内气体压强加上一定深度的水产生的压强，如果这个压强相对较大，则吸管内的气体无法压出足够的水以达到浮力大于重力，因而无法上浮。读者可自行分析临界条件。1.2闭口浮沉子闭口浮沉子制作视频请参看：闭口浮沉子制作视频请参看：/v_show/id_XMTAzOTYwOTMy.html这种浮沉子是全封闭的，没有水进出浮沉子，但仍能实现浮沉。配重用回形针两端封闭的吸管图2闭口浮沉子（1）材料：喝奶茶用的大吸管、回形针、剪刀、打火机、塑料饮料瓶（如矿泉水瓶、可乐配重用回形针两端封闭的吸管图2闭口浮沉子（2）制作方法：剪长约6cm的吸管一段，用打火机烧烤使吸管一端熔化变软，再用打火机身将其压在桌面上，待冷却后松开，使吸管一端先封闭。随后在吸管内放入四枚回形针，然后用同样的方法将吸管的另一端也封闭（图2）将饮料瓶装满水，把制作好的浮沉子放入瓶内，拧紧瓶盖。用力捏饮料瓶身，浮沉子将下沉，松手后浮沉子又上浮。如果吸管种类或剪取的长度不同，可能无法一次性调整好。则可将制作好的浮沉子放入盛水的杯子里，如果吸管沉入水中，则说明装入的配重物太重，再重做一个，少放些重物（为便于调节，配重物也可以用大头针或细沙）。如果有较多部分露出在水面，则可通过在吸管一端加上回形针、贴透明胶等方法加以调节（或将一端剪掉一小截，然后再用打火机熔化变软后重新封口），直到浮沉子有3mm左右露（3）原理：当用力挤压瓶子时，瓶内气压增大，从而造成瓶内气体压强大于封闭吸管内气体压强，于是瓶内气体压强使吸管被压缩变形，体积减小，造成浮力减小，当浮力小于重力时，吸管下沉。1.3旋转浮沉子浮沉子只是上下移动，虽然有趣，但不够精彩，如果浮沉子在上下移动的同时还能旋转就更好看了。下面是两种旋转浮沉子的制作方法，其中第一种方法利用了风车的原理，后一种方法利用了反冲原理。（1）材料：普通吸管、喝奶茶用的大吸管、回形针、剪刀、打火机、塑料饮料瓶（如矿泉水瓶、可乐瓶等）、水（2）制作方法：方法一：风车旋转浮沉子本制作方法