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有趣物理小实验

1 “不听话”的小圆片
(1)用小刀从硬泡沫块上削下一小块薄片，加工成圆形(直径Φ4mm左右)。在一个饮料瓶盖中，先装半盖子水，把泡沫小圆片放入盖中心。这时会看到小圆片先从中间慢慢向盖子边缘移动，快要到达边缘时，小圆片加速运动到边缘，并尽力要往盖壁上爬，最后，小圆片一部分在水里，一部分在水和盖壁的交界处的盖子上(露出液面)。如果用牙签把小圆片“推”到瓶盖中间的水里，它仍然要往盖壁处加速运动，且尽力往盖壁上爬，不管你怎样“推”，都将无济于事。如图1a所示。

(2)往瓶盖内继续加水，直到加满后“堆”成凸面，这时会看到小圆片移动到瓶盖中水的凸面中心处不动。你用牙签将它往瓶盖边缘方向“推”，那是非常困难的，你把它推到边缘时，只要放开牙签，它立刻加速回到瓶盖中心的水里停着不动，如图1b所示。

发生上述现象的原因是小圆片在水里受到表面张力的作用。液体表面类似张紧的橡皮膜，如果液面是弯曲的，它就有变平的趋势。因此，凹液面对下面的液体施加拉力，凸液面对下面的液体施加压力，轻巧的浸润物体(相对与水)在这些表面张力的作用下，就出现了上述现象。

(3)在表面张力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小。用一张纸在溶化的石蜡溶液(或植物油)中浸过之后(成为蜡纸或油纸)，在蜡纸(或油纸)上滴入水滴。较大的水滴的形状是扁平的，这是由于水滴受到重力的影响，对于小的水滴，重力的影响比表面张力的作用小得多，水滴仍呈球形。在蜡纸，油纸或油漆桌面上滴入水滴后，也可做上述(2)中的实验。

在生活中，我们看到没有盖子的装水容器壁和水的交界面，喝茶水杯的壁和茶水的交界面，放置数天后，在交界面出现污垢的原因就是由于液体的表面张力引起的。

2 一杯“三液面”

(1)取一个35OmL的透明塑料饮料瓶，截去2／3后成一水杯。将(废红蜡烛)放在蒸发皿中加热成液体(注意温度不能太高)。把上述加工成的小水杯倾斜放置，将蜡烛液体倒入小杯中又倒出来，使其在杯壁上“镀”一层蜡，长从杯底到杯口，宽度lcm左右。

(2)实验：将水倒入上述“特制”的水杯中，用肉眼就能看到“镀”蜡部分的水面在杯壁处呈凸面，没有“镀”蜡部分呈凹面，而凹凸水面高度差有2mm左右，水杯中心部分的水面呈水平面。

(3)检验：将上述的“小圆片”放在杯中心部分的水面上，则“小圆片”基本不动，说明这部分的水面基本上是水平的。将小圆片“推”向“镀”蜡杯壁处，放开小圆片，则小圆片要朝杯中心方向运动，如图2中的b所示。将小圆片慢慢“推”向没有“镀”蜡部分的杯壁方向，快到杯壁时，可看到小圆片快速向杯壁处靠拢，并粘贴在杯壁处。

出现上述三种情况的原因是：对饮料杯来说，水是浸润液体，由于水浸润饮料杯，则杯壁附近的液面向上弯曲，故小圆片向杯壁处靠拢；对于“镀”在饮料杯上的石蜡来说，水是不浸润液体，杯壁附近的液面向下弯曲，故小圆片要朝杯中心方向运动；而水杯中心部分的水面基本是水平的，故小圆片基本不动。

3、我把玻璃瓶捏扁了
器材：横截面为椭圆的酒瓶、细玻璃管、带孔橡皮塞、水、红墨水
实验过程与现象：取一只横截面为椭圆的酒瓶，灌满清水，再滴入几滴红墨水，使清水呈红色以便观察。取一根25-30厘米的细玻璃管(也可用圆珠笔芯的管儿)并冲洗干净，然后插入橡皮塞中（其间不能有空隙），最后将橡皮塞紧紧地塞住酒瓶口。使插入水中的细管中显示出一段红色液体，液面高出橡皮塞，如图3所示。
如果用右手拇指和食指捏住酒瓶前后侧面，稍微用一点劲，细管内的红色液面明显上升。
如果再用拇指和食指捏住墨水瓶的左右侧面，细管内的红色液面明显下降

4、魔棒提杯
器材：一次性纸杯2个、球形磁铁、钢锯条、塑料管、彩纸、胶带、胶水
实验过程与现象：在一次性纸杯底外壁并排粘两块钢锯片，把另一个纸杯底取下（剪掉多余的地方），把它粘贴在上一个杯底外侧（使钢锯片隐藏在两个杯底之间）。把球形磁铁镶嵌在塑料管的一端，用彩纸包住整个塑料管，制成一根彩色魔棒。将纸杯放在桌上，用右手握着魔棒的中部，将魔棒一端插入纸杯里，使魔棒的端头与杯底接触。第一次用没有磁铁的一端接触杯底，这当然不能将杯提起来，然后再将棒巧妙地调头，即可吸住钢锯片，魔棒与杯一起被提起而离开桌面。
六、上下浮动的滴管
器材：胶头滴管、200ml量筒、水、橡皮膜
实验过程与现象：胶头滴管吸入适量的水，使其漂浮在量筒中的水面上，用橡皮膜密封量筒口，如图6所示。用食指按下橡皮膜，可使胶头滴管下沉；当手指按下的深度适当，可使胶头滴管悬浮；若在悬浮时松手，滴管将上浮；若在悬浮时继续按，滴管将下沉至量筒底部。

2.有孔纸片托水
大家知道，凡是有孔的东西，都是会漏水的。可是，现在你将看到一张满纸都是小孔的薄纸片，居然能托起一斤重，甚至两斤重的水，而滴水不漏。
1．器材
大空瓶一个，用大针穿许多小孔的纸片一张，有色水一大杯。
2．表演过程
在大空瓶内盛满有色水；把有孔纸片盖住瓶口，并用手压着纸片，将瓶倒转，使瓶口朝下，如图，然后将手轻轻移开。纸片纹丝不动地盖住瓶口，而且水也未从孔中流出来。
表演时要注意，瓶子用小口瓶（如用大口瓶时、纸片要用硬一些的），瓶内装水越满效果越好。倒转瓶口后，手要慢慢地轻轻地移开，以免纸未盖平而漏水，甚至使水倒出来。
3．解释
薄纸片能托起瓶中的水，是因为大气压强作用于纸片上，产生了向上的托力。小孔不会漏出水来，是因为水有表面张力，水在纸的表面形成水的薄膜，使水不会漏出来。这如同布做的雨伞，布虽然有很多小孔，仍然不会漏雨一样。

火箭升空
1、备好锡纸片。
课前准备一张香烟盒中的锡纸片，先把锡纸片浸泡在水中，约三十分钟左右，小心地剥去锡后面的那层纸（为了卷火箭筒时不松散），只留下薄薄的锡片，晾干后备用。
2、制作发射架。 截一段约10㎝长的中空玻璃管，用打湿的纸堵住其中的一头，插到墨水瓶纸盒里，使之倾斜35°左右（如下图所示）。
3、制作小火箭。
剪下一张3㎝×4㎝大小的锡片，捏下3～5个火柴头上的火药放到锡片中央，用一根牙签一头放在火药上将锡纸卷成一个圆筒，卷的过程中要把没牙签一头的锡纸片反折过来再继续卷。按照下图a～b的方法卷成火箭筒。
 4、发射小火箭。
火箭筒卷成后，小心地把牙签从火箭的尾部抽出（注意牙签抽出后留下的洞不能被堵死，否则不能发射成功），然后把火箭装入发射架，让火箭头（有火药的部分）露在外面，点燃火柴燃烧有火药的火箭头。
当火箭头里面的火药受热后迅速燃烧，产生大量的气体从火箭尾部的洞口喷出，产生的反冲力推动小火箭冲出发射架1～2米远。
自制小火箭家中飞
火箭发射是一个非常庞大而复杂的工程，其运行的基本原理是反推力。而同样科学原理的实验在家中也可以完成，也就是说，大家可以自制一枚家庭小火箭。
台上摆放的实验材料仅仅有4样东西，分别是一张香烟盒的锡箔纸、一根缝衣针、一根曲别针以及一盒火柴。将一根缝衣针和一根火柴并排贴紧，再将锡箔纸包在外面，紧紧地把针头和火柴头包在一起，然后把缝衣针抽了出来，火箭主体就做好了。再把曲别针掰开成45度角，做成一个支架，把“火箭”放在支架上，等待发射了。
划好一根火柴，小心翼翼地给支架上的“火箭”点火，瞬间，“火箭”如同出弦之箭，嗖地一声，在空中滑了一道白烟构成的弧线，飞出去一米多远。
实验原理：反冲原理———“火箭”中的火柴和缝衣针并排放在一起，抽出缝衣针之后，留下的通道就是喷气口了。当从锡箔纸外面点火时，火柴头受热而燃烧，燃烧后的气体顺着喷气口喷出，形成反冲力，“火箭”由此升空。如今的喷气式飞机、火箭的运行，都是利用这个原理。