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第22章 综合小实验(1)

水上浮字

操作难度:★★

实验方法:

这是一项小的课外实验项目,在一个白色水盆里能浮起各种毛笔字。

本实验需要材料和工具:白色脸盆、清水、毛笔、墨汁、竹板、大葱。

制作方法如下:准备一块竹板,把竹皮表面打磨光洁,把大葱撕开,用葱白有葱汁的部分在竹板的光洁面来回擦几次,将葱汁涂在竹板表面,稍干后用毛笔蘸浓墨汁在涂有葱汁的竹板处写字,写什么字体都可以,稍干一会儿以后,把竹板平按入水中,按竹板时慢些,不要带起水波纹,然后慢慢地把竹板从水中斜向抽出来,黑字便一一漂浮在水面上,不散不乱。

知识延伸:

之所以如此,是因为葱汁有粘性,在竹板上形成一层薄膜,能托住毛笔字浮在水面上。

空气占有空间

操作难度:★★

实验方法:

本实验需要的材料有:干净的杯子或广口瓶,气球,吸管。

把气球的一半放进广口瓶内,然后开始吹气球,气球开始变大,但不能完全充满整个广口瓶的内部。把气球里的空气放出来,重新做一次。这次,往瓶里放进一根吸管,再吹气球时,气球就能充满整个瓶子了。

吸管会使瓶口不被封住。

知识延伸:

在第一次实验中,由于气球膨胀,使一部分空气被堵塞在气球与瓶底之间。这些被堵塞住的空气产生了压力,抵消了膨胀的气球对这部分空气的压力,使得气球不能完全充满瓶内。因而,气球在瓶外膨胀。当瓶中放入一根吸管后,被堵塞的空气顺着吸管跑出来,气球就充满了整个瓶内。

瓶内的空气阻塞使得气球无法充满整个瓶内。瓶中不再有被阻塞的空气。

声音与振动

操作难度:★★

实验方法:

我们参加文艺晚会,能听到演员动听的歌声和各种乐器的伴奏声,那么歌声和乐器声是怎样产生的?我们不妨来做几个小实验。

把手放在咽喉处,然后发声,手有发麻的感觉;用鼓槌敲铜锣,用手指接触锣面,手觉得很麻;用鼓槌敲鼓,马上往鼓皮上放一些爆米花,爆米花落在鼓皮上,一跳一跳的,蹦得老高。这些现象证明了声音是由物体振动产生的。

那么声音高低又是怎样产生的呢?我们再来做两个小实验:取一根长钢尺,将一端按在桌子边缘上,拨动另一端,当钢尺很长时,振动频率很小,声音很低。缩短钢尺伸出桌面的长度,伸出部分越短,振动就越快,频率越高,钢尺振动的声音音调就越高。

将橡筋单根或数根绷在硬纸盒上,在纸盒和橡筋之间插进铅笔。由于橡筋绷得松紧不同,拨动时就会发出高低不同的音调。

知识延伸:

原来声音是由声源振动引起的,物体振动得越厉害,发出的声音就越强,音调就越高。

奇妙的声音传播

操作难度:★★

实验方法:

如果用录音机把你的说话声录下来,再放出来,你会觉得,这不是自己在说话。而别人则认为,这声音就是你的,这是为什么?

原来录音机的声音是从空气中传播过来的,而你所听到的自己的声音一部分是从空气中传来的,另一部分是由头骨传来的,所以听起来有所不同。

声音不仅可以通过空气传播,而且可以通过固体和液体传播,但是有一些不同。

用牙咬住闹钟的提环,然后用两手堵住耳朵,你可以非常清楚地听到钟表里的摆轮来回摆动的声音,这声音是通过头骨传到你的耳中的,它比通过空气传进耳朵里的嘀嗒声响得多。

还有一个实验,可以证明固体能够传声,在一段小绳的中间拴一个金属汤勺,用两个手指把绳子的两头按在耳朵眼上,然后让汤勺摇来晃去,不断和桌子相撞,这时你会听到一种低沉的轰鸣声,仿佛在你的耳边敲起了大钟。

我们的头骨是传播声音的好材料,声音在传播过程中损失很少,所以通过头骨传来的声音大很多。游泳的时候,你和朋友们可以比较一下,声音在空气里传播和在水里传播的区别。一个人在距你15米左右的地方敲击两块石头,先在空气中,你在空气中听,然后在水里,你蹲在水里听,你会发现,在水里听,敲石块的声音更响。

知识延伸:

声音在固体和液体里的传播速度比在空气里快,在有铁路的地方,有的人趴在铁路上能听到火车轮的声音,知道远处的火车就要来到,而在空气里则听不到,这是由于声音在铁轨里传播的速度比空气里的快,而且不容易变弱。

但是,声音不容易通过软的、松散而没有弹性的材料,它们往往会把声音吸收掉,所以,为了不使声音传到隔壁房间里,人们常常在门上挂上厚厚的门帘,地毯、沙发对声音也有很强的吸收能力。

自制乐器

操作难度:★★

实验方法:

声音是由于振动的结果。物体振动的快慢就决定了声音的高低。利用这一原理,我们可以自己制作打击乐器和吹奏乐器。

打击乐:取来一样大的玻璃杯8只,向里面倒不同质量的水,然后按水的多少,从少到多排队,用一根筷子击打玻璃杯,音的高低可由盛水量的多少来调节,最后调出一个8度的音阶。并且可以演奏简单乐曲。

吹奏乐:取大小质地相同的瓶子8只,分别向里面倒入不同质量的水,按水的多少排队。根据吹瓶口时瓶子发出的音调的不同,调节瓶里水的多少,最后调出一个8度的音域。我们用嘴吹瓶口而演奏乐曲,这8只装有不同水量的瓶,就会发出8种不同的音。

知识延伸:

其实,我们平时所见到的乐器都是根据这个原理制成的。

自制电话

操作难度:★★

实验方法:

将两个易拉罐,剪去上下底,取一张薄的纸糊在易拉罐的一端,在纸的中央用针扎一个孔,将细线穿过小孔,在绳端系一个结,结要比小孔大,这样绳就不会从孔中脱落出去了。

使用时,两个人各拿电话的两端,轻轻拉紧绳,对着易拉罐讲话,注意说话声音不要太大。

知识延伸:

声音在空气中是向四面八方传播的,这也是两个人之间讲话时不一定正对着对方,双方也能听到的原因。但是如果声音沿着固体物体,如金属或线绳传播时,却只沿着固体物体传播,这样不损失声音的能量,所以声音可以比在空气中传得远,而且声音也大。

巧用橡皮管

操作难度:★★

实验方法:

你是否注意到,人们在生煤球炉时常把一只铁皮的拔火罐竖直放在炉口上,而大型的锅炉更少不了一个又高又大的烟囱。这是为什么呢?原来,长管具有空吸作用,它能加快烟和热空气上升的速度,使炉内空气的流动加快,炉火变旺。

水往低处流,长管也能使水向下流动的速度加快。取一只漏斗和一根30~40厘米长的橡皮管,管的内径应比漏斗口的外径略微大一点。先把漏斗单独放在自来水龙头下接水,缓慢增大自来水龙头的出水,直到漏斗来不及出水,水开始从漏斗上沿溢出时为止。

现在,把橡皮管套在漏斗的出水口上,再去接水,你会发现漏斗的漏水速度明显加快,永不会再从漏斗上沿溢出了。此时,如果拔掉橡皮管,水又会从漏斗的上沿溢出。

有的自来水龙头出水口比较小,水一开大,出水口便水珠四溅,聪明的主人就在出水口外套上一段橡皮管,使出水变得流畅。

知识延伸:

利用橡皮管还可做一个有趣的实验。

取一个1000毫升的大烧杯,盛满水,放在桌子上。找一根1米左右长的橡皮管,先在橡皮管内灌满水,然后把左手捏住的一头插入烧杯内,并在烧杯上方扶住管子,右手迅速移到离另一管口约30厘米处,并甩动这段橡皮管,使它在自己的头部上方作水平转动。这时你会看到,水不断地从橡皮管中甩出,烧杯中的水不一会儿就被抽干了。用这个简单的小水泵给草坪、菜地浇水,效果还蛮不错的呢。

肥皂炮仗

操作难度:★★

实验方法:

欢度新春佳节,人们都爱燃放鞭炮烟火。可你是否知道,还有一种比火药炮仗更响更安全的肥皂炮仗呢?

取一个用过的快餐盒(或用石蜡浸过的纸盒),剪去盒盖。在盒内倒入60~80毫升用洗衣粉或肥皂配制成的肥皂水。将电石气和氧气同时通入肥皂水中。其中氧气可通过对高锰酸钾和二氧化锰混合物加热分解制得,电石气可用电石加水制得。当充起的肥皂泡足够大、足够多时,移出两支导气管,用点燃的棒香靠近盒内充起的肥皂泡,顿时会响起一串急促、猛烈的爆炸声。请放心,这肥皂炮仗虽然响声惊人,威力极大,可绝对没有丝毫的危险性。

如果说这是一串连珠炮,那么下面我们制造的可就是单响的大炮仗了。在肥皂水中加入8~10毫升甘油和4~6滴氨水,增大肥皂水的表面张力,使吹出的肥皂泡牢度大,不易破。

取一个能吹到足球大小的气球,一段0.3米左右长的橡皮管,一支圆珠笔的笔杆。把笔杆塞进橡皮管的一端,再把气球口套在插有圆珠笔杆的那端橡皮管外,用线扎紧,使之既能通过橡皮管对气球充气,又不会在这一端漏气。

在橡皮管的另一端按5∶2(体积之比)的比例向气球里先后充入氧气和电石气,直到气球胀得和足球差不多大。充气完毕后用弹簧夹将橡皮管夹紧。

将橡皮管管口浸入肥皂水中,使管口沾上一点肥皂液,然后缓缓松开弹簧夹,用气球内的混合气体吹大肥皂泡。当管口的肥皂泡胀到乒乓球大小时,压紧弹簧夹停止充气。用嘴吹气或扇动空气可使肥皂泡脱离管口,在空中飘浮并慢慢下沉。这时用点燃的棒香接近肥皂泡,肥皂泡就会爆炸,并发出震耳的响声。

知识延伸:

任何可燃气体与氧气混合所充起的肥皂泡遇上火星都会爆炸,唯独电石气和氧气混合所充起的肥皂泡具有无可比拟的爆炸威力,但是又很安全。

复印图片

操作难度:★★

实验方法:

你如果看报纸上或是其他印刷品上的图片很好,想复制在自己的本子上,只要按照下面的方法做即可。

去卫生室要一点松节油。将松节油1份加入水4份混合,再加入一小块肥皂。用一只筷子不停地搅拌,直到肥皂完全溶解在溶液中,这时溶液就呈乳胶状。

取一张报纸上的照片,先将配好的溶液均匀地涂在照片上,将照片润湿。再取一张白纸,把它盖在照片上,然后用汤勺使劲地摩擦白纸。最后将白纸取下,这时就可以看到报纸上的照片已经印到纸上了。不过复印出的照片图案是反的。

知识延伸:

松节油是一种天然精油,是以蒎烯为主的多种萜烃类的混合物,有特有的化学活性,为涂料、合成樟脑、松油醇、合成香料、医药、合成树脂、有机化工等方面化工原料。

其常用作油漆溶剂和合成香料,也作杀虫剂等药用原料。除松脂松节油外,还有以松根明子用有机溶剂浸提的提取松节油、由蒸馏针叶木材得到的干馏松节油和从造纸工业中回收的松节油。

水制密信

操作难度:★★

实验方法:

如果你有些信息不希望公开。那么可以用这种方法传递信息。

将一张白纸浸入水中,取出后放在一个玻璃板上,或是平滑、质地坚硬的桌面上。再取一张白纸盖在浸湿的白纸上面。然后用一只不出水的圆珠笔在白纸上写出你要写的内容。将纸晒干,字迹就会消失得无影无踪。读信的人只要将白纸浸透,字迹又出现了。

知识延伸:

这种方法是应用挤压原理,使纸张纤维结构发生变化。当纸又被浸湿后,写过字的地方与没有写过字的地方,对光的反射是不一样的。因此读信人可以清晰、方便地阅读纸上的文字和信息。

大气压强的威力

操作难度:★★

实验方法:

地球上的每一个人,每时每刻都受着大气压强的作用。在你的大拇指指甲那么大小的一块面积上,就受到1千克力左右的压力。以此推算,一个小学中、高年级学生身上就承受着大约1万千克力的压力!由于习以为常,人们并不感到“身受压迫”。有的同学甚至还怀疑,这大气压强是否真的存在。

好,就让我们做一个小实验,来证实大气压强的存在,显示一下它的威力。找一只空的易拉罐,取一张长20厘米、宽8厘米的纸,对折2次,叠成一条2厘米宽、20厘米长、4层厚的纸带。把纸带箍在易拉罐的中部。纸带两端多余部分紧捏在一起,作“把手”。

实验时,只需捏紧把手,便能方便地把易拉罐提起或倒过来。好,现在松开纸带,放在一边备用。

准备好一大盆清洁的冷水。在易拉罐中加5毫升左右的清水,然后把它放在煤气灶或酒精灯上,用旺火把罐内的水烧开,并继续烧一会儿。等罐内的水几乎烧尽时,套上纸带捏紧把手,迅速将易拉罐提起,并立即倒扣在准备好的冷水盆中。注意,一定要将易拉罐的开口全部浸没在冷水中。说时迟,那时快,只听见“啪”的一声响,你手中的易拉罐已经瘪掉了。

是什么力量把一个外形完好无损的易拉罐压瘪了呢?是大气压力。未加热时,易拉罐内外都有空气,罐壁两侧所受的大气压力大小相等、方向相反,互相抵消了,易拉罐不会变形。而罐内的水烧开后,罐中充满了水蒸气,把大部分空气挤出了易拉罐。当你迅速把易拉罐倒扣在水中时,易拉罐的开口处被水堵住了,外面的空气进不来。而水蒸气因温度下降,重新凝聚成水。由于水的体积比水蒸气的体积小得多,易拉罐内形成了接近真空的低压状态。但易拉罐外面仍保持为1个大气压的压强,罐壁内外的压力差突然增大,易拉罐就被压瘪了。

知识延伸:

当你做完这个实验,深信大气压强确实存在后,自然会问:既然人体承受着如此巨大的大气压力,为什么人没有被压瘪呢?

原来,人不停地在进行呼吸,吸进肺里的空气,以及胸腔、腹腔中的气体都有1个大气压的压强,可抵消外部大气对人体这些部位的压力。此外,人体的70%是水,而水是一种几乎不可压缩的液体,所以人就不怕大气层的重压。

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