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  鱼鳔与潜水艇    3星级
鱼鳔与潜水艇
[ 作者:曹欣媛     来源:科学探索网     点击数:6513     更新时间:2007/7/13     文章录入:曹晓春
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八年级上册《生物学·新课标学生实验探究指导》一书中有这么一则实验(装置图如图1所示):

1、找一个大口瓶,在瓶盖的中央钻一个小孔,孔径能刚好插进一根细玻璃管。

2、在瓶内装入五分之四的水后,放入一条金鱼,拧紧瓶盖,从瓶盖上插入一根细玻璃管,玻璃管浸入水中1㎝左右。

3、为了密封更严密些,在瓶盖周围和小孔的周围涂上凡士林。

观察:金鱼在瓶内停留在水中不同深处时,细玻璃管内的水位会发生什么样的变化?

通过实验观察发现:当金鱼下潜到水底时,玻璃管的水位会下降上点点;金鱼上浮到水面时,玻璃管的水位会上升一点点。

你们知道这是为什么吗?这是金鱼体内的鱼鳔在起作用:鱼鳔压缩,使金鱼身体体积变小,金鱼往下潜,鱼鳔膨胀,金鱼身体体积变大,金鱼往上浮。人们在生物科学的启发下发明了船,后又发明了潜水艇。

上述教材中的这个实验现象效果不太明显,我根据鱼鳔压缩膨胀能沉浮的原理,设计制作了一个效果非常明显的小潜艇实验器(原理图如图2所示),它既能浮于水面,又能沉入水底。你们想知道小潜艇是怎样制作的吗?下面就跟我来制作一个这样的小潜艇吧!

工具和材料 

准备一个100ml透明玻璃输液瓶(用塑料瓶更容易制作,只是不透明),一个小号(12ml)一次性注射器,剪成小段的铁丝若干段;三角锉刀和强力A B胶。

制作与调试 

1、用三角锉刀在玻璃瓶的底部*一边轻轻地、小心翼翼地“啄”,一点一点地凿成一个小圆孔(如方便的话,可到玻璃店去打孔),小孔的孔径正好能插进这个注射器。

2、小孔凿好后,把注射器插入圆孔,使注射器的身子在瓶子的里面,注射器的尾部在瓶底外面。

3、用A B胶把注射器与瓶底结合处封固,再把瓶口朝下竖放24小时,等A B胶坚固粘劳后,小潜艇即制作成功了一半。

4、配重调试:把小潜艇放入水中,这时它一定是浮在水面上的(因小潜艇的体积大、自重小);揭开瓶塞往瓶里装入一些小铁丝增加小潜艇的重量后,再把它放入水中,如果小潜艇沉入了水底,说明瓶里装的小铁丝太多了,要取出一些,如果仍然是浮在水面上,说明小潜艇的自重还不够,还要继续装一些小铁丝。反复这样调试(调试时注射器的活塞推置正中段),直到小潜艇的重力与它在水里受到浮力大约相等时即可(如图3所示)。

 

3

实验方法 

把小潜艇浸在水中将注射器的活塞全推进去(到顶端),则注射器里的空气被压入瓶内(相当于鱼鳔压缩),水从注射器尾部进入注射器(鱼鳔体积变小受到的浮力也变小),这时,小潜艇在水中受到的浮力略小于它的自重而下沉;把注射器活塞抽置尾部,注射器从瓶内抽满空气(鱼鳔膨胀),水从注射器的尾部排出而浮于水面(鱼鳔体积变大受到的浮力也变大)。

科学原理

小潜艇在水中受到的浮力大小,会随着瓶内空气的压缩或膨胀引起体积大小变化而改变,使小潜艇在水中实现上浮、下沉。

指导老师:曹晓春

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