高中實驗小論文：水面為什么能浮硬幣?
在學(xué)習(xí)和工作中，大家都接觸過論文吧，借助論文可以有效訓(xùn)練我們運(yùn)用理論和技能解決實際問題的的能力。寫起論文來就毫無頭緒？以下是小編收集整理的高中實驗小論文：水面為什么能浮硬幣?，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
在研究物體的浮沉條件時，有個同學(xué)無意中發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象：把一塑料尺子豎放(或側(cè)放)在水面時，發(fā)現(xiàn)尺子迅速下沉了;而當(dāng)他把尺子平放在水面時，即可發(fā)現(xiàn)尺子漂在水面上。
豎放(或側(cè)放)尺子在水面上時，尺子下沉，是由于尺子所受的浮力小于它自身的重力而引起的;那又為什么在平放尺子時，它卻是漂浮在水面上，若按物體的浮沉條件，物體漂浮時浮力可是等于重力的呀。這兩者豈不自相矛盾了嗎?問題癥結(jié)在哪里呢?
在高中物理教材第一冊“固體和液體的性質(zhì)”一章中，有一個小實驗：要求學(xué)生用棉紙把縫衣針墊起放在水面上，當(dāng)棉紙被水浸濕下沉后，觀察現(xiàn)象并說明原因，很多同學(xué)認(rèn)為縫衣針浮在水面是由于液體表面張力作用的原因，以為針受重力、浮力和液體表面張力三者相平衡而使針能漂在水表面上。
那么就讓我們先來認(rèn)識一下液體表面張力吧。
什么是液體的表面張力呢?
液體表面附近的分子由平衡位置向外運(yùn)動時，因為外部空氣和蒸氣分子對它的斥力很小。不起顯著作用。它只受到內(nèi)部分子的吸引力，因此使它恢復(fù)到平衡位置的作用力就沒有在液體內(nèi)部時大，使得表面層里的分子振動的振幅要比液體內(nèi)部分子的振幅大，一些動能大的分予就可能沖出吸力范圍，成為蒸氣分子，結(jié)果形成表面層里的分子分布比液體內(nèi)部的分子分布稀疏，分子之間的距離就比較大(r>r0)、正是由于液面分子分布較內(nèi)部稀疏，分子間距r>r0，分子間引力占優(yōu)勢而產(chǎn)生了液體表面張力，由此可知，液體表面的張力實質(zhì)是分子間相互作用的合力，它指向液體內(nèi)部，可見托起硬幣的力不可能是液體表面張力。那么讓我們再來看看浮力吧。
先讓我們先做一個實驗：在一盛有水的燒杯的水面平放一張濾紙，把一枚面值一角的硬幣平放在濾紙上，待濾紙被浸濕而下沉后，發(fā)現(xiàn)硬幣仍漂在水面上。注意觀察硬幣周圍會發(fā)現(xiàn)水面向下凹陷，而硬幣并未浸入水中，只是漂在水表面上。由此可見，此時硬幣并未受到浮力作用。那是什么力與重力相平衡而使硬幣漂在水面上呢?
由上一實驗現(xiàn)象可知，水面向下凹陷，發(fā)生了形變，從而產(chǎn)生了一個與形變方向相反的'彈力——支持力，這就如在一個吹氣的氣球上放上一個物體，由于物體的重力而使氣球形變(向下凹陷)，而產(chǎn)生了豎直向上的支持力一樣。是這個與重力大小相等、方向相反的支持力使硬幣漂在水表面上。(上面幾個實驗中的塑料尺子、縫衣針漂在水面上與此相同)
為什么側(cè)放或豎放尺子、縫衣針以及硬幣時，它們都將沉到水底呢?我們還是以硬幣為例，當(dāng)它側(cè)放或豎放時，液面的受力面積很小，壓強(qiáng)很大，壓力作用效果顯著;這與穿高跟鞋踩在沙地，鞋跟將陷入沙中一樣，硬幣陷入了水中，從而打破了水面的彈性形變，使水表面對它的支持力不復(fù)存在。此時硬幣只受浮力和重力作用，而由于重力大于浮力，所以硬幣很快就下沉到水底了。而平放時，對水面壓強(qiáng)很小，就不會發(fā)生上述現(xiàn)象，而使硬幣浮在水表面上保持平衡。在自然界中，也有許多相類似的現(xiàn)象。有些小昆蟲可以在水面上跑來跑去或停留在水面上，不致于陷入水里，也是同樣的道理。
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