懸浮實驗的分析與改進..

1、懸浮實驗的分析與改進懸浮實驗的分析與改進摘 要：浮力是八年級物理第十章的重要內(nèi)容，其中對上浮、下沉、漂浮以及懸 浮等現(xiàn)象的分析是教學(xué)必不可少的過程。教學(xué)中的上浮、下沉和漂浮都很容易通 過實驗顯現(xiàn)，但是懸浮實驗卻是很難實現(xiàn)。因此，很多物理老師在講懸浮時不做 實驗只是從理論上進行推導(dǎo)，使學(xué)生覺得枯燥乏味?？吹竭@一情況也有很多老師 為了在課堂上吸引學(xué)生注意力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，他們想辦法在課堂上將懸浮 實驗顯現(xiàn)在學(xué)生面前。本文作者研究了多個老師的懸浮實驗，分析了各個實驗的 優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上改進了懸浮實驗的調(diào)節(jié)方法。本文將對改進后的雙向調(diào)節(jié)法、 針對此方法制作的懸浮子以及改進后實驗的具體操作過程進行

2、闡述。關(guān)鍵詞：浮力 重力懸浮實驗 黏性阻力 雙向調(diào)節(jié)The analysis and impro vement of the sus pensionAbstract: Buoyancy is the important content of the chapter 10 of the eighth grade p hysical.I n this cha pter, the an alysis about the phenomenon of rising, sinking, float ing and suspending is essential to the teaching proces

3、s.though,it is easy to be observed through the exp erime nt that somethi ng rise si nk or float on some liquid,The phenomenon of sus pension was difficult to be wahched.Therefore, many of the p hysics teacher just theoretically derived in stead of op erati ng the exp erime nts, which always make the

4、 stude nts feel bori ng. To solve this p roblem,some teachers attem pted to p rese nt the real phenomenon of sus pension to their stude nts in many ways, only by doing so,ca n the stude nts pay their atte nti on to the teacher. The author inv estigated many sus pension exp erime nts op erated by tea

5、chers ,an alyzed the adva ntages and disadva ntages of each exp erime nt to improve the regulati on method of the sus pension. This paper will expound the method of two-way rgulat ing, the sus pension son maked by this method as well as the sp ecific op eratio n p rocess of the improving exp erime n

6、t.Keywords: Buoya ncy gravity Suspen ded exp erime nt Stick in ess obstruct ionTow-way Regulat ing16目錄緒論-3懸浮實驗的方案與分析2.1懸浮實驗的幾種實驗方案2.2對懸浮實驗方案的分析對懸浮實驗的研究3.1懸浮子懸浮時受力分析3.2懸浮實驗平衡的調(diào)整分析實驗設(shè)計與材料選取4.1雙向調(diào)節(jié)法4.2液體的選擇4.3懸浮子的選擇與制作4.4實驗方法1011雙向調(diào)節(jié)平衡估算5.1驗證刮蠟微調(diào)能否滿足懸浮條件115.2驗證剪銅絲的方法能否滿足懸浮條件115.3實驗討論12結(jié)束語13致謝參考文獻(xiàn)131緒論在

7、物理學(xué)中，把物體能夠停留在液體內(nèi)部任何深度的現(xiàn)象稱之為懸浮現(xiàn)象。它的理論依據(jù)是在不考慮液體的粘性阻力的情況下，當(dāng)物體所受的重力等于物體所 受的浮力時，那么物體便可靜止在液體中的任何位置不動即懸浮現(xiàn)象。但事實上, 由于物體在懸浮的過程中還要受到粘滯阻力、密度等因素的影響，所以在粘滯阻 力很小的液體（例如水、鹽水）中要精確到這樣的實驗要求，成功的幾率很小。我看了物理通報上各位老師對懸浮實驗的研究。傅和平等老師對懸浮實驗探 討的文章，從理論上對懸浮實驗的原理和成敗進行了分析，他們從粘性阻力入手, 選取粘性系數(shù)較大的液體（例如：甘油、膠水或洗潔精）來做懸浮實驗，通過改 變懸浮物體（下稱懸浮子）的重力來

8、達(dá)到懸浮的目的，取得了較好的實驗效果。鄭海林老師是利用鹽水的濃度梯度這一原理演示了懸浮實驗，也取得了不錯的實 驗效果。而拾景忠老師從中學(xué)教學(xué)的實際出發(fā)，考慮到只要物體能夠在幾分鐘的 時間內(nèi)上下浮動不超過1mm就可以滿足中學(xué)教學(xué)的要求，從而在傅和平等老師的 基礎(chǔ)上對實驗又做了進一步改進，大大提高了實驗的可行性。本文作者將對各位 老師的懸浮實驗方案進行討論，并在此基礎(chǔ)上進一步改進。2懸浮實驗的方案及分析2.1懸浮實驗的幾種實驗方案實驗方案一（1）實驗材料:玻璃眼藥水瓶一只（帶蓋）、紅色染色水、針筒、清水（2）實驗方法:，放置盛有清將玻璃做的眼藥水瓶中，注適量的紅色染色水（用針筒注入）水的量筒里，使

9、其直立于水中（見右圖）。先試驗幾次，當(dāng)調(diào)節(jié)到眼藥水瓶的總重量跟它受到的浮力相差不大時，再用眼藥水 瓶上的橡皮帽來作微調(diào)。方法是：若見眼藥水瓶上浮，可將橡皮帽擰進些；如果下沉，則把橡皮帽擰出些，直至眼藥水瓶在水中能停留在任何深度的地方為止。實驗方案二(1)實驗材料:量筒、青霉素瓶、紅色染色水、針筒、甘油(洗潔精)(2)實驗方法用一個高約30cm,直徑為6cm的量筒，內(nèi)置甘油適量。將一個醫(yī)用廢青霉 素瓶(勿去瓶口處的鋁包皮)內(nèi)注入染了紅色的水若干，制成懸浮子，按入甘油中。 根據(jù)懸浮子的浮沉情況，再注人或抽出適量液體，一般經(jīng)過三、四次，就會出現(xiàn) 持久的懸浮現(xiàn)象了。依此法實驗，懸浮子可在液體中任意深度

10、處于懸浮狀態(tài)。即 使經(jīng)過72小時，也只移動了 3mm在演示該實驗時，幾乎觀察不到位置的變化。照此法做懸浮實驗很容易成功。實驗方案三:(1)實驗材料:石蠟(蠟燭頭)、玻璃杯、水、酒精(2)實驗方法:在高約12cm的玻璃杯中，先注入三分之一的水，再徐徐注入二分之一的 酒精。然后將準(zhǔn)備好的蠟燭頭放入杯中，蠟燭會懸浮在酒精與水的分界面間。由 于水和酒精是親合溶劑，它們之間看不出分界面，不會給學(xué)生感覺到兩種液體的 感覺。實驗方案四:(1)實驗材料:燒杯、雞蛋、水、鹽、塑料袋(2)實驗方法:取一個250mL的燒杯，在燒杯中倒入半燒杯水，把鹽加入水中，并不斷攪拌。當(dāng)鹽水能使雞蛋浮出水面后停止加鹽，取出雞蛋。

11、將一個軟塑料袋底部剪幾個筷 子粗細(xì)的小孔，然后將塑料袋套進盛鹽水的燒杯中。有孔的底部要和鹽水面充分 接觸。在袋里倒入少半杯清水.然后，把塑料袋慢慢拉出來。這時，清水就從塑料 袋底部小孔慢慢進入燒杯中，使得燒杯上半部是清水，下半部是鹽水，液體密度 上半部小下半部大呈不均勻分布。雞蛋被放進液體后，就在清水和鹽水的分界面 處某一深度懸浮起來。實驗方案五:(1)實驗材料:細(xì)銅絲、小玻璃魚缸、蠟塊、水(2)實驗方法:用蠟及細(xì)銅絲做成蠟魚，先用金屬絲做成吊環(huán)裝于蠟魚背部便于放取蠟魚, 并在蠟魚背部裝上配重金屬用于調(diào)節(jié)蠟魚的密度，做成(見右圖)蠟魚。實驗時用帶鉤的細(xì)鐵絲鉤住小魚背部的吊環(huán)，使其慢慢浸沒在水中

12、，再根據(jù)情況加以調(diào)整：如上浮，可刮去一些蠟；如下沉，可剪去一截金屬絲或在魚身 滴些蠟。如此反復(fù)，直至呈懸浮狀態(tài)為止。2.2對懸浮實驗方案的分析對于方案一所采用的方法主要是通過調(diào)節(jié)玻璃瓶的體積來改變它所受到的 浮力，其優(yōu)點為：實驗所用懸浮子為玻璃瓶，實驗材料簡單易得，實驗材料可以 重復(fù)使用，如果實驗成功，由于用于懸浮的液體其密度處處相等，所以懸浮子可 以停在液體的任意深度，符合懸浮的條件，并且實驗現(xiàn)象明顯。但是，由于水的 粘滯系數(shù)很小且要懸浮子停在水中，所以實驗要想成功必須要使懸浮子所受重力 G必須絕對能等于它所受到的浮力 F。這樣，瓶中所加的水量就要非常精確，這對于實驗的調(diào)節(jié)過程要求就特別高，

13、很難達(dá)到我們想要的結(jié)果，實驗成功的偶然性太 大，所以不適合用此法在課堂上做演示實驗。方案二在方案一的基礎(chǔ)上加以了改進，將實驗方案一中的清水換成了粘滯系 數(shù)較大的甘油或者洗潔精，它們的密度略大于水，且有較好的透明性的特點。并 且取材容易，另外實驗方案二將實驗方案一懸浮子靜止在液體中的要求放寬了， 可以讓懸浮子在液體中可以有微小的移動。這樣就提高了做成懸浮實驗的成功率。實驗效果很明顯，教學(xué)效果也不錯。但是，即使將液體換成甘油等粘滯系數(shù)大的 液體做實驗，要想在課堂很短時間內(nèi)調(diào)整液體密度使懸浮子處于懸浮狀態(tài)也是不 可能的。并且用甘油或者洗潔精還有一個缺點，就是在調(diào)節(jié)懸浮子的過程中教師 需要用手進行操作

14、，這樣教師的手上就會粘上甘油或者洗潔精對于課堂上的板書 或教師去再拿其它的課本很不方便。實驗方案三是利用酒精和水的分界面來完成這個實驗的。選用的懸浮子是石 蠟，由于石蠟的密度大于水的密度同時又小于酒精的密度，這樣石蠟就可以靜止 在水與酒精的分界面上了。實驗方案三中采用的溶液時酒精和水，由于酒精和水 是親合溶劑，它們之間沒有明顯的分界面，如不仔細(xì)看學(xué)生不會認(rèn)為這是兩種液 體。此實驗方案操作簡單，實驗材料易得，實驗現(xiàn)象明顯且無次要顯現(xiàn)干擾學(xué)生 思維，最重要的是能確保實驗成功。但是，水和酒精的分界面雖然模糊，仔細(xì)觀 察仍隱約可見，同時酒精的氣味學(xué)生也會聞到。物理教學(xué)法指出，演示實驗應(yīng)把反映物理概念和

15、規(guī)律本質(zhì)屬性的現(xiàn)象顯示得強一些；實驗中不可免出現(xiàn)的和內(nèi)容無關(guān)的非本質(zhì)現(xiàn)象顯示得弱一些；其它干擾的現(xiàn)象盡量排除。使反映物理概念和 規(guī)律本質(zhì)屬性的現(xiàn)象越強烈、越清楚、越單一越好。所以，利用實驗方案三做的 演示實驗，雖然簡單易行。但是，也并不完美，實驗仍然需要改進。實驗方案四為了克服實驗三中水和酒精的分界面可見以及酒精的氣味學(xué)生能夠聞到這一缺點，實驗方案四中用清水和鹽水做演示實驗。這一實驗顯示的懸 浮現(xiàn)象穩(wěn)定單一，沒有鹽水和水的分界面，鹽水和水經(jīng)輕微攪動，懸浮現(xiàn)象也能 保持較長時間。實驗方案五中的懸浮子是石蠟與配重金屬做成的，實驗時教師可以通過增減 石蠟和配重金屬來改變蠟魚的密度，從而使蠟魚的密度等

16、于液體的密度，最終使蠟魚懸浮在液體中。但是此實驗中仍然需要蠟魚的密度絕對等于液體的密度，實 驗時液體中的氣泡附著在蠟魚身上，都會給調(diào)整蠟魚的懸浮帶來困難。物體靜止 懸浮在水中，條件要求十分精確。實驗的外界環(huán)境很重要，微小的震動或由于電 風(fēng)扇引起的水面微小的波動都會影響到實驗效果，所以最好在實驗室穩(wěn)定的實驗 臺上進行實驗。所以，想要成功的利用實驗方案五來完成懸浮實驗也很困難。3 對懸浮實驗的研究3.1懸浮子懸浮時受力分析懸浮子在液體中懸浮時的受力情況有三種:(1)懸浮子所受的重力G與其所受的浮力F絕對相等，即G=F，此時物體絕對懸浮，如圖3.11所示。(2)懸浮子所受的重力G大于所受的浮力F ,

17、即G>F，物體有下沉的趨勢, 此時液體的粘滯阻力f豎直向上，如圖3.12所示。(3) 懸浮子的所受的重力G小于所受的浮力F，即G丈F，物體有上浮的趨勢,此時液體的粘滯阻力f豎直向下，如圖3.13所示。FO1p圖 3.11f -，F(xiàn)O1GF圖 3.12iL FO f'1rrG圖 3.13然而事實上，絕對懸浮時很難實現(xiàn)的，所以圖2.11所示的情況不具備可操作性，暫不考慮。而圖3.12和圖3.13所示的情況，當(dāng)懸浮子移動的速度很小時, 只要滿足條件|G-F匡f ,就可以實現(xiàn)懸浮的狀態(tài)，此時懸浮的狀態(tài)就很容易達(dá)到了。根據(jù)傅和平等老師文中指出的粘性阻力公式f /S空，式中的n為液體的dx粘

18、性系數(shù)，竺為“下沉”瞬間垂直液層在水平方向的速度的梯度，S是懸浮子dx在豎直面上的等效側(cè)面積。粘滯阻力f、懸浮子所受重力G和懸浮子所受浮力F一起來維持其平衡，使其保持懸浮的狀態(tài)。那么物體可以看做懸浮應(yīng)滿足的條件 是|G -F |乞f =2空。dx從上式我們可以看出，當(dāng)n越大，S越大，則允許的IG-FI差值范圍就越大，那么演示實驗時我們調(diào)節(jié)懸浮子就越容易。當(dāng)然，如果所選擇的液體是理想流體，那么n =0，根據(jù)上文懸浮時所滿足的條件公式，|G - F 1= 0時懸浮才能實現(xiàn)，但這只是一種理想的情況，現(xiàn)實中液體的粘滯系數(shù)不可能為零，此種情況 不予考慮。3.2懸浮實驗平衡的調(diào)整分析上面五個實驗方案的調(diào)節(jié)

19、主要有的是讓懸浮子的密度絕對等于液體的密度, 此種方法不予考慮，有的是利用兩種液體做實驗讓懸浮子的密度小于下面那種液 體的密度。后來，我看了傅和平等老師以及拾景忠老師給出的調(diào)節(jié)方法。傅和平 等老師在文中指出那樣，在粘性系數(shù) n較大的液體（例如：甘油、膠水或洗潔精） 中進行平衡調(diào)整，當(dāng)n較大時，|G-F|差值的范圍就較大，調(diào)節(jié)起來也就越容易。而拾景忠老師在文中指，在粘滯系數(shù)較小的鹽水中進行調(diào)節(jié)，相對而言比較困難。通觀這兩種方法，他們有一個共同的特點：都是依靠單一的改變重力或浮力對懸 浮子進行平衡的調(diào)整。這種方法并不容易調(diào)節(jié)使得懸浮子滿足平衡條件，很難實 現(xiàn)懸浮。那么，我們從物體所受浮力的條件入手

20、，進行雙向調(diào)節(jié)。運用浮力公式F = P液gV排,重力公式G = mg。其中P液是選取液體的密度，V排是懸浮子排開選取液體的體積，m是懸浮子的質(zhì)量，g是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取．?dāng)我們改變懸浮子質(zhì)量m的同時，懸浮子的體積也要減小，即 V排要減小，懸浮子所受重力G和浮力F同時減小，從而使得調(diào)節(jié)的精確度提高，也更容易達(dá)到懸浮狀 態(tài)。4實驗設(shè)計與材料選取4.1雙向調(diào)節(jié)法所謂雙向調(diào)節(jié)法就是我們在調(diào)節(jié)懸浮子的重力的同時還要改變懸浮子所受的 浮力，使得對懸浮子的調(diào)節(jié)更加的精確。我們調(diào)節(jié)的方法有兩種:(1)通過減小懸浮子的質(zhì)量來調(diào)節(jié)(2) 通過增加懸浮子的質(zhì)量來調(diào)節(jié)從實驗操作的簡單性出發(fā)，我們選擇第一種調(diào)節(jié)手段。假設(shè)

21、實驗時懸浮子受 到的浮力大于它所受到的重力，懸浮子處于漂浮狀態(tài)。理論上將此種情況只要減 小懸浮子的體積就可使其達(dá)到懸浮狀態(tài)?？墒窃趯嶋H操作時很容易出現(xiàn)浮力只比 重力大一點的情況，對于這種情況只是單一的去減小懸浮子的體積，由于要去掉 的體積很微小因此很難操作。此時我們可以用雙向調(diào)節(jié)的方法來調(diào)節(jié)，我們在減 小懸浮子所受浮力的同時也在減小懸浮子所受的重力，這種情況下我們可以減去 的體積就會大一些。雖然懸浮子的浮力減小量比我們想的要大，但是由于懸浮子 的重力也在減小，所以只要浮力與重力的差在一定范圍內(nèi)即可。如果實驗時懸浮 子的浮力小于它的重力，懸浮子下沉我們可以在其浮力不變的基礎(chǔ)上減小它的重 力。這就

22、需要懸浮子上有可以對其重力進行微調(diào)節(jié)的裝置，如果調(diào)節(jié)時重力減小 多了，則我們可按照浮力大于重力的情況進行調(diào)節(jié)。4.2液體的選擇傅和平等老師選取了粘滯系數(shù)較大的液體(例如：甘油、膠水或洗潔精)來 進行懸浮實驗，就如實驗方案二中所采用的液體一樣，這是符合理論的。但是在 實際操作的過程當(dāng)中，我們必須用手來對懸浮子進行調(diào)節(jié)，手上會沾滿粘糊糊的 液體。在課堂教學(xué)時，會對教師的授課以及板書造成影響，并且不經(jīng)濟。所以我 們在做懸浮實驗時，我們按照拾景忠老師或者初中物理教材上的方法選擇鹽水作 為懸浮實驗的液體，運用雙向調(diào)節(jié)的方法，使得|G-F|的值精確到小于或等于f的 范圍內(nèi)，從而滿足懸浮條件。4.3懸浮子的

23、選擇與制作在做懸浮實驗的過程中，我們采用的是雙向調(diào)解法，所以要求懸浮子的質(zhì)量 和排開液體的體積都是可變的。由于我們采取的調(diào)節(jié)手段是減小懸浮子的質(zhì)量，所以懸浮子的制作材料至少要有兩種，并且這兩種材料的密度分別要比所選實驗 的液體密度大和比所選實驗的液體密度小。因為當(dāng)懸浮子放入液體中時，懸浮子 的運動狀態(tài)有三種情況:上浮(2)下沉(3)懸浮對于第一種情況，我們調(diào)節(jié)時要求懸浮子重力的變化量要小于浮力的變化量,所以懸浮子要調(diào)節(jié)密度比水小的材料。對于第二種情況，我們在調(diào)節(jié)時要求懸浮 子重力的變化量要大于浮力的變化量。第三種情況的可能性比較小，并且也是我 們實驗想要達(dá)到的狀態(tài)，故在此不予考慮。根據(jù)以上的分

24、析，我想到了懸浮實驗 方案五中所用的懸浮子，方案五中的懸浮子是用石蠟與金屬絲做成的蠟魚。其中 石蠟的密度比鹽水的密度小，金屬絲的密度比鹽水的密度大。正好符合雙向調(diào)節(jié) 法中我們所要的懸浮子。圖 4.31紅 蠟 燭細(xì) 銅 幺幺吊 環(huán)根據(jù)粘性阻力的公式f =ns，為使實驗更容易成dx增大f 0在條件滿足的情況下，應(yīng)盡量選擇側(cè)面積較大的物體做懸浮子，另外，為了實驗的方便易行，懸浮子的制作應(yīng)該在滿足條件的基礎(chǔ)上盡量的簡單。所以我覺得將實驗五中的蠟魚更換為圓功，我們在制作懸浮子時應(yīng)設(shè)法柱形的石蠟?zāi)Ｐ透鼮楹唵?。因此在實驗時，如果手邊有粗蠟燭，實驗會方便很多。但是，由于我在做實驗是手邊 沒有粗蠟燭，為了增大懸

25、浮子的側(cè)面積我選擇將四個細(xì)蠟燭捆綁在一起（如圖4.31）o我選的懸浮子為高約5cm，長和寬均約2.7cm的長方體紅蠟燭，使紅蠟燭的側(cè)面積達(dá)到了 54cm2，這樣就大大放寬了 G與F的差值范圍，增強了實驗的可操作性。另外，為了使實驗可以分為粗細(xì)調(diào)節(jié)在捆綁蠟燭的銅絲可分為粗細(xì)，如 果沒有粗銅絲可將幾根細(xì)銅絲擰在一起（本實驗就采取此法）即可。而且為了增 加實驗的可視性和對比度，我選取紅色的蠟燭，然后將四根蠟燭捆綁在一起。由 于蠟燭的密度比水小，約為0.9>d03kg/m3 ,于是我在捆綁蠟燭的時候運用了細(xì)銅絲，這樣細(xì)銅絲即可用做是配重金屬也可用來調(diào)節(jié)懸浮子的重力，使得制作好的 懸浮子的密度接近

26、于水的密度。為了調(diào)節(jié)懸浮子時方便將其從液體中取出，我在 制作懸浮子的時候在蠟燭的頂部做了一個吊環(huán)，另外還用一根鐵絲做了鉤子，這 樣每次取放懸浮子的時候就可以直接用鐵鉤操作即可，避免了在課堂上手上沾水 不利于教學(xué)的缺點。此懸浮子由密度大于鹽水的銅絲和密度小于鹽水的蠟燭做成, 正好可以進行雙向調(diào)節(jié)，同時由于銅絲的直徑很小可以對懸浮子進行精細(xì)的調(diào)節(jié), 滿足懸浮實驗精調(diào)節(jié)的要求。4.4實驗方法首先，向事先準(zhǔn)備好的透明魚缸中倒入約4/5的濃鹽水，用鐵鉤鉤住懸浮子上端的吊環(huán)輕輕將其放進去。此時即可根據(jù)懸浮子的狀態(tài)來進行調(diào)節(jié)。若懸浮子很快下沉，我則用剪刀剪掉幾根擰在一起的銅絲進行粗調(diào)節(jié)，當(dāng)懸浮子開始緩慢下沉

27、時，我再用剪刀剪下單根的細(xì)銅絲進行精調(diào)。這樣通過剪掉粗銅絲或細(xì)銅絲,在改變懸浮子所受重力的同時也改變其所受浮力，此時重力的變化量大于浮力的變化量。若懸浮子上浮，我們可以用小刀或者細(xì)針從蠟燭表面輕輕刮掉一小片,這樣在改變懸浮子浮力的同時也改變其重力，浮力的變化量大于重力的變化量。一般經(jīng)過幾次調(diào)整就能夠滿足的條件了'從而使懸浮子形成較持久的懸浮現(xiàn)象。5雙向調(diào)節(jié)平衡估算F面我們粗略的計算一下懸浮子在水中懸浮時的受力情況:在常溫20攝氏度時，水的粘性系數(shù)n =l.002x10kgm，懸浮子的等效側(cè)面積S = 54cm2 =0.54xi0-2m2。假設(shè)懸浮 子每分鐘移動的距離為1mm，即dv =

28、1 mm/ min= 1.7 10m Sdx=1mm = 10'm。十 dv.|G F I蘭 f =ns dx1.002x10'x0.54X10，x1.7x10' “N10=0.9210邛我們只要把G和F的差值調(diào)節(jié)到0.92 X10的范圍內(nèi)就可以了。5.1驗證刮蠟微調(diào)能否滿足懸浮條件設(shè)刮去蠟的體積為 2,已知卩7水 = 1.0x103kg/m3,卩蠟=09 103kg/m3,根據(jù)公式，懸浮子所受浮力F = P水 g%，所受重力G=mg ,則浮力減小AF = P水 g AV,重力減小 AG = P蠟 gW。所以糾F-GFWg(p7K-),當(dāng)糾F-GI取最大值f =0.92

29、x104n時，刮下蠟的體積的最大值為:Zmax心F-G0.92x1033(1x10 -0310 )x9.8m33=0.094mm我們用針來刮蠟是可以達(dá)到0.094mm3這樣的一個精確度，所以刮蠟是一個可行的調(diào)節(jié)方法。5.2驗證剪銅絲的方法能否滿足懸浮條件設(shè)每次剪掉銅絲的長度為L,用剪刀最小可達(dá)到的L值約2mm，我所選取的銅絲直徑d =0.14mm，密度為8.9<1O3kg/m3二 iV"R2L=3.14“0.14"0233)2x2x10 m3= 0.44xl0m3糾 F -G |iVg( P銅-P水)= 0.44x10, x9.8x(8.9x103 -1x103)N=

30、3.4仆10邛計算出來的AF-G =3.4V10N>O.91ON，所以用銅絲作為精調(diào)節(jié)的裝置則此種方法將無法調(diào)節(jié)。但是由于條件限制我所做的懸浮子的側(cè)面積很小, 另外如果將銅絲換成等直徑的鋁絲則 F - G =0.733x10, N可以進行調(diào)節(jié)。上面的估算證明兩種調(diào)節(jié)方法都能滿足條件，從而驗證了我們的方法是可行1天上下移動不超的。并且第一次試驗成功時將容器的口封上，懸浮子保持了近 過半厘米（燒杯口密封，防止水蒸發(fā)），也說明用鹽水做實驗不需要每隔幾分鐘加 食鹽來維持懸浮狀態(tài)，這完全可以滿足中學(xué)的實驗教學(xué)要求。5.3實驗討論我在取材方便的基礎(chǔ)成功的做成了懸浮實驗，懸浮實驗成功的關(guān)鍵在于對懸 浮子進行精調(diào)的這一過程，想要做好這一過程關(guān)鍵又在于懸浮子的制作，由于身 邊的實驗器材有限，我沒有大燒杯就用了一個高只有12cm的小魚缸代替了大燒杯,如果身邊沒有魚缸可取透明可樂瓶做實驗。由于魚缸的高度就限制了懸浮子的高度，從而減小了懸浮子的側(cè)面積。這樣就減小了i|F-G|的值，進一步減小了可刮蠟體積和可剪銅絲的長度。從而加大了實驗的難度。中學(xué)物理教師在給學(xué)生進 行演示實驗的時候可將魚缸換成大燒杯。這樣在制作懸浮子的時候可以將懸浮子 的高度做的大一些，如10cm或15cm都可以（我用了 5cm），如此懸