探究水面漂浮物之间的作用规律
中招考试结束了,距成绩公布还有一段时间,猴孩子暂时失去了学校的束缚,疯狂的可以。那好,去做科学探究实验吧。
前一段时间,有一次值班,在网上闲逛,偶然看到有一则文献,称“水面漂浮物之间存在相互作用的引力或斥力”,我十分惊讶,因为我前些年所做的实验结果与文献存在出入。
又仔细检索了相关文献,发现此问题是2012年国际青年物理学家锦标赛的试题,网络检索到的资料很少,还都是定性分析,主观猜测,缺乏可靠的逻辑推理和实验数据。
这是一个很好的探究性实验项目,猴孩子既然无事可干,就搜集了玻璃瓶、蜡烛、硬币、回形针、瓶盖等常见物品,开展相关实验探究吧。
由网上检索可知:水浸润玻璃;不浸润蜡烛、硬币、回形针和塑料瓶盖。不妨按照上述分类,开展对照实验。
一、漂浮在水面上的同种物质之间相互吸引
漂浮在水面上的两个回形针相互吸引。
漂浮在水面上的两个硬币相互吸引。
这种二分的分币,现在已经很难找了,这是我十几年前在讲授“表面张力”一节的时候,为了做好相关实验,专门找在银行工作的学生家长换的零钱。
那位家长非常乐意帮忙,给我找了一分硬币、二分硬币和五分硬币各5枚,死活不收我应付的相应面额的纸币。
按照现在的形势,这简直是受贿啊。
漂浮在水面上的两截蜡烛相互吸引。
蜡烛是在小区楼下的百货商店卖的,一块钱一根儿。能买到已经是万幸,就别嫌价格贵了。
漂浮在水面上的两个口服液玻璃瓶相互吸引。
口服液瓶是媳妇儿喝的补品,本来可以捡几个空瓶儿用用,可惜刚打扫卫生,已经扔了。无奈,只能逼着再喝两支。
上学期外出培训时专家赠送的智能硬件套件,套件的塑料盒大小合适,也不漏水,很好,就用它盛水了。
二、漂浮在水面上的同类(不浸润或浸润)物质之间相互吸引
漂浮在水面上的硬币和蜡块相互吸引。
漂浮在水面上的硬币和回形针相互吸引。
漂浮在水面上的蜡块和回形针相互吸引。
三、漂浮在水面上的浸润物质和不浸润物质之间相互排斥
漂浮在水面上的玻璃瓶和硬币相互排斥。
漂浮在水面上的玻璃瓶和回形针相互排斥。
漂浮在水面上的玻璃瓶和蜡块相互排斥。
四、实验结论
1.漂浮在水面上的两个材质相同的物体间相互吸引;
2.漂浮在水面上的两个浸润(或不浸润)物体间相互吸引;
3.漂浮在水面上的浸润物体和不浸润物体之间相互排斥。
常言说,物以类聚,人以群分,老祖宗留下的话还真的很准。
五、理论猜想
这几天讲授《库仑定律》这一部分,通过查阅史料,发现库仑在猜想两点电荷之间力的表达式时,类比了万有引力的公式。即猜想力与两点电荷之间的距离的平方成反比,与两点电荷电量的乘积成正比。
库仑在实验证明时,主要用了控制变量法:即先控制电量不变,研究力与距离的关系;再保持距离不变,研究力与电量的关系。
在探究漂浮在水面上的两个物体之间的作用规律时,我也参考万有引力表达式和库仑定律表达式,猜想结论如下:
漂浮在水面上的两个物体之间的作用力与距离的平方成反比!
六、实验验证
从猜想到推理,从推理到验证,还有两万五千里的长征路要走……
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