（原创）家庭实验室：小实验——上浮下沉的小水球

小实验——上浮下沉的小水球

     知识点链接：密度

日期：2018.02.04  星期日

实验人：孟菁

实验材料：冷水、热水、气球

实验方法与过程：

1.将小气球灌满冷水，把气球口扎紧，制成2个这样的水球（图1）。

图1

2.将气球的前部分剪去（图2）。

图2

3.两个烧杯中分别倒入冷水和热水，把水球一一放入烧杯中。

 实验现象：冷水中的水球会上浮，热水中的水球会下沉（图3）。

图3

科学道理：为什么水球泡“冷水澡”和泡“热水澡”会呈现不一样的状态？原来这一切都和密度有关！

在物理学中，把某种物质的质量与单位体积的比值叫做这种物质的密度。人们往往感觉在同等体积下重的东西“实”一点，轻的东西“松”一点，这里的“实”和“松”，实质上指的是物体密度的大与小。

图4

本次实验中，我们探究的是水的密度，可以从图中看到冷水和热水密度不同，冷水的相对密度比热水的密度大，所以冷水球在热水中会下沉，在冷水中会上浮（图4）。

拓展延伸：       阿基米德巧测皇冠

阿基米德是如何利用密度测皇冠的呢？原来从盆子里溢出来的水就等于人体进入水中的体积，如果在容器里装满水，把金冠沉进去，根据溢出的水量，也就可以知道王冠的体积。

阿基米德将质量相等的金子、银子和皇冠，分别放在水盆里，金块排出的水量比银块排出的水量少，而皇冠排出的水量比金块排出的水量多。于是阿基米德对国王说：“皇冠掺了银子！”故事中，阿基米德利用排开水的体积代替金子、银子和皇冠的体积。根据密度的计算公式ρ=M/V，质量相等的金子、银子和皇冠，皇冠排出的水量比金块排出的水量多，则皇冠的平均密度比金的密度小，所以就可以测出皇冠不是纯金的。

实验反思:小气球中的凉水一定要盛满，小气球的前部没有用的部分不要保留太多。实验应快速进行，如果盛热水的杯中热水有些变凉或放入热水中的小气球内部的凉水被加热都会导致热水杯中的小气球浮在水面上，导致实验现象不明显。

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潘书朋：中学物理教师，扎根乡村教育23年，任教毕业班16届，山东省“互联网+教师专业发展”工程教育科研方法专题工作坊主持人，《校长principal》执行总编，北京睿师育人教育科技研究院特聘研究员，全国本真教育研究会核心成员、先进个人，《当代教育家》个性教师，山东创新教育研究院研究员，烟台市初中物理学科德育专家，多次获市优质课、示范课，地级优质课，曾获市教学能手，市教学工作先进个人，市先进教研组长，山东省远程研修优秀学员、优秀研修组长等荣誉称号。在《光明日报》、《教育家》、《当代教育家》、《中国教师报》、《中国教师》、《中学物理》、《中学生报》、《山东省教师教育网》、《新课程评论》、《教学管理与教育研究》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇，《让物理教学回归实验室》等多篇论文被中国人民大学复印报刊资料收录，多次为市教学工作会议提供经验交流，多次在各地进行教育教学的公益讲座。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究，所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。入选《星教师》“中学物理化学生物年度创新教学设计TOP15”，荣获中国STEM教育协作联盟评选的“首届中国最美科学教师专家提名奖”。

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