浮沉子实验报告

浮沉子实验报告 Prepared on 22 November 2020可乐瓶里的浮沉子实验报告制作人：甘胜军（68）、张萍萍（13）实验器材：可乐瓶1个，小药瓶1个实验装置：实验现象：开始小药瓶悬浮在水中；用手挤压可乐瓶，就可以看到小药瓶下沉了；松开手，小药瓶又浮了起来，恢复到初始状态。

你竟能随心所欲控制它的浮沉。

而且随着你手的力度变化，你还能控制它悬浮在液体中的某一位置。

那忽上忽下神奇的浮沉子，很是有趣。

实验原理：（1）在大瓶中装水至将满而未满的程度，将做好的浮沉子开口端向下放入瓶中，调整浮沉子刚能竖直浮出水面，拧紧瓶盖，这样大瓶的上部就被封闭了一段空气。

浮沉子不下沉，由阿基米德原理可知是由于受到浮力的作用。

浮沉子能静止浮在水面，是由于浮沉子所受的浮力和重力二力平衡的原因。

（2）接下来，当用手挤压瓶子时，大瓶上部被封闭的空气体积减小，在温度不变的情况下，压强增大（波以耳定律）。

这增大的压强传递给水，将水压入小瓶中（如右图示），小瓶中的空气被压缩（帕斯卡原理）。

浮沉子里进入一些水后，使浮沉子的重力增加，当浮沉子的重力大于它受到的浮力，由于非平衡力会使物体的运动状态发生改变，浮沉子就向下沉。

如果手用力恰当，使得浸没在水中的浮沉子所受的浮力与重力平衡，则浮沉子将悬浮在液体中的某一位置。

通过这个精彩的实验，你不仅能看到颇为生动有趣的现象，也一定能启迪你的智慧。

现在你知道是怎么一回事了吗那么请你用身边的材料也快来做个浮沉子吧！和你的同学、朋友们做的浮沉子，比一比，交流探讨探讨，相信你还会有新的收获！篇二：浮沉子的实验与解读浮沉子的实验与解读题记：没有实验的物理理论是空洞的，没有理论的实验是盲目的。

正是实验家使理论家保持老老实实的态度。

——帕格尔斯，物理学家。

“浮沉子”原名“笛卡儿潜水器”，最早是由法国科学家笛卡儿(rene descarte, 1596-1650)在十七世纪为了示范浮力定律而发明的。

“浮沉子”也是八年级物理浮力学习后一个课外小实验。

“浮沉子”不仅是一个“好玩”的玩具，其中还包含着很多的物理知识呢！先让我们用身边的材料做个浮沉子吧！开动你的大脑，相信你在整个过程中一定会学到很多课堂上学不到的东西。

所需器材：一个大瓶：大饮料瓶（可乐瓶、雪碧瓶、纯净水瓶皆可）；浮沉子材料：小玻璃瓶、小药瓶、笔的外壳、笔套等一端开口，另一端密闭的小瓶（能放入大瓶中）皆可制作；扎丝一段（细铁丝、细铜丝、细铅丝皆可）。

制作方法：1、在小瓶开口端缠绕几圈细铁丝，倒置放入水中，如果小瓶下沉，则可逐渐减少缠绕铁丝的圈数。

再将小瓶中装适量的水后倒扣(开口朝下)在大瓶的水中，小瓶中的水量需仔细调节到小瓶能竖直浮在水中，且使之底部刚浮出水面，接近全部浸没在水中的程度为宜。

（露出水面的体积不能太大，如果浮沉子露出水面的体积太大，则实验时使它下沉所需的力会越大）。

这样浮沉子就做好了。

2、在大瓶中装水至将满而未满的程度，将做好的浮沉子开口端向下放入瓶中，拧紧瓶盖。

做好了，那就一起来动手做实验吧！-1 -你用力挤压瓶子，就可以看到浮沉子下沉（如图3所示）；一松手，就看到浮沉子又浮起来了（如图2所示）。

你竟能随心所欲控制它的浮沉。

而且随着你手的力度变化，你还能控制它悬浮在液体中的某一位置。

那忽上忽下神奇的浮沉子，很是有趣。

相信这个好玩的玩具一定会让你爱不释手的。

好玩的同时，聪明的你一定会思考，其中到底隐藏了怎样的奥秘呢让我们一起来研究一下吧。

让我们仔细观察一下浮沉子（如图1所示），一个普通的小瓶，开口端缠绕细铜丝，内装适量的水。

小瓶瓶口绕制一点漆包线是作为配重，降低重心，使它能开口向下竖直浮在水中。

另外它下端开有开口，水可通过开口端进出瓶体。

当水流入瓶中时，浮沉子的重力（瓶和瓶中水总重）增加；当水流出瓶中时，浮沉子的重力减少。

再让我们仔细观察一下操作浮沉子的过程：在大瓶中装水至将满而未满的程度，将做好的浮沉子开口端向下放入瓶中，调整浮沉子刚能竖直浮出水面，拧紧瓶盖，这样大瓶的上部就被封闭了一段空气。

浮沉子不下沉，由阿基米德原理可知是由于受到浮力的作用。

浮沉子能静止浮在水面，是由于浮沉子所受的浮力和重力二力平衡的原因。

接下来，当用手挤压瓶子时，大瓶上部被封闭的空气体积减小（如图3所示），在温度不变的情况下，压强增大（波以耳定律）。

这增大的压强传递给水，将水压入小瓶中（原理如图4所示），小瓶中的空气被压缩（帕斯卡原理）。

浮沉子里进入一些水后，使浮沉子的重力增加，当浮沉子的重力大于它受到的浮力，由于非平衡力会使物体的运动状态发生改变，浮沉子就向下沉。

而一旦松手，不挤压瓶子时，大瓶恢复原来的容积，瓶内压强减小，原来小瓶中被封闭的空气压强较大，体积会膨胀，将水从小瓶中压出去。

流出一些水后-2 -的浮沉子，重力减少。

当浮沉子的重力小于它受到的浮力，就向上浮。

如果手用力恰当，使得浸没在水中的浮沉子所受的浮力与重力平衡，则浮沉子将悬浮在液体中的某一位置。

通过这个精彩的实验，你不仅能看到颇为生动有趣的现象，也一定能启迪你的智慧。

现在你知道是怎么一回事了吗那么请你用身边的材料也快来做个浮沉子吧！和你的同学、朋友们做的浮沉子，比一比，交流探讨探讨，相信你还会有新的收获！-3 -篇三：探究浮沉子实验探究浮沉子实验冯婷婷摘要：通过了解浮沉子的历史，学习该实验的原理，进行一定的理论分析和知道浮沉子装置在生活中的应用，从而全面深入地学习浮沉子实验。

关键词：浮沉子实验实验原理理论分析潜水艇一、实验装置浮沉子实验是用以演示液体浮力、气体具有可压缩性以及液体对压强的传递的仪器。

它是法国科学家笛卡尔（1596—1650）所创造。

（1）笛卡尔浮沉子最原始的它是玻璃制的小瓶体，其下端开有小孔，水可通过小孔进出瓶体。

把它放入高贮水筒中，并使之浮在水面上。

用薄橡皮膜把筒口蒙住并扎紧，用手按橡皮膜，筒内的水和空气是在密闭的容器内。

其后，制作了各种各样的浮沉子装置，如吸管浮沉子、气球浮沉子、旋转浮沉子、温度浮沉子等等。

（2）吸管浮沉子吸管浮沉子的实验装置是在大塑料瓶子内装满水，留有少许空气；将吸管对折，挂上若干回形针（浮沉子）放入瓶内，盖上瓶盖，用手挤压瓶身。

用吸管制作浮沉子材料简单。

可以通过改变吸管的长短和回形针的数目来改变浮沉子的自身重力，从而可以更好地控制其在水中的沉浮情况。

同时也可以改变浮沉子的形状，达到美观的效果。

（3）温度浮沉子一种物理教学用的演示仪器感温浮沉子（又称“密度棒”），为一体积固定的柱形封闭容器，由上容器和下容器构成，其特征在于下容器的底壁较上容器的顶壁厚，构成上轻下重的浮沉子。

温度发生变化时，改变浮沉状态。

二、实验原理根据帕斯卡定律，当空气被压缩时，将压强传递给水，水被压入瓶体中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。

手离开橡皮膜，筒内水面上的空气体积增大，压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮。

当手对橡皮膜施加的压力适当时，浮沉子便悬浮在水中的任意深度上。

浮沉子的浮沉是在外加压强作用下，靠改变它的重力来实现的（体积不变）。

吸管浮沉子中挤压瓶身，浮沉子下沉；松开瓶身，浮沉子上浮；以一定的力度挤压瓶身，浮沉子悬浮瓶内任意位置。

原理一：1、手压瓶身，压强传递给水，水被压入试管中，将试管中的空气压缩，这时试管里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。

2、把手松开，瓶中水的压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮。

3、压力适当时，浮沉子便悬浮在水中的任意深度上。

浮沉子重力等于所受浮力。

原理二：物体受到的浮力等于其排开液重。

1、手压瓶子，水压增加，试管内空气受到压缩，体积变小，排水量变小，所受浮力变小，无法提供试管足够浮力，试管下沉。

2、把手松开，瓶内水压减小，试管内的水被压出，气体积变大，排水量增大，所受浮力变大，浮力大于重力，上浮。

在本次实验中给出了两种不同角度的原理解释实际上是根据参考对象的不同来思考的。

若以“试管”为对象，则重力不变，改变浮力；若以“试管和试管中水”为对象，则改变重力。

温度浮沉子中根据物理学气温与压强的公式：pv=nrt（其中p表示压强，v表示体积，n是单位体积的气体分子数，r是个常数，t表示温度。

）当v、n、r固定不变的时候，压强p和温度t是对应的关系——气温越高，气压也越高。

所以温度浮沉子受热，使试管内的水压强变大，水被压入浮沉子中，浮沉子和其里面的水重力变大或者说浮沉子内的气体被压缩，排水量变小，受到的浮力变小，下沉。

三、理论分析（1）浮沉子完全进入水中之前浮沉子处于漂浮状态，设水面下的浮沉子外壳体积为v，水面下的浮沉子内的空气体积为v，浮沉子外壳及内部空气总重力为g，由f=g可得：gvvg 挤压外瓶使水面上方空气压强增大，从而进入浮沉子内水增加，于是v减小，原有平衡被打破，浮沉子下沉，同时v增大。

显然当v的变化量相等时，浮沉子可以在水面上不同的位置处于新的平衡位置，即可以通过控制大瓶受到的挤压程度不同使浮沉子在水面上方不同位置处于漂浮状态。

（2）浮沉子完全进入水中后在浮沉子下沉到一定深度后减小对外瓶的压力使浮沉子处于悬浮状态，设浮沉子内水面到大瓶水面舰的距离为h，浮沉子内空气压强为p，大瓶水面上方气体压强为p，在该平衡位置：gvvgppgh显然在水下浮沉子位置的改变不会引起其外壳体积的变化，这样水下其他位置平衡使v 也不变，对应玻意耳定律可知浮沉子内气体压强p也不变。

由于浮沉子在水下所处的悬浮位置越低，h越大，水面上方气体压强p越小，则当平衡位置足够低时，水面上方的气压可以减小到大瓶末受挤压时的大小。

则此位置就是浮沉子漂浮于水面相对应的水下平衡位置，也是浮沉子在水下能所达到的平衡位置。

四、实验价值及生活应用浮沉子实验选用日常生活废弃的饮料瓶、小玻璃药瓶等或者吸管、回形针材料组合而成。

材料易得不花钱；组装容易；且能进行多种实验。

实验现象新奇明显，趣味性强，实验效果良好。

适用于初高中学生进行自制。

可以用于演示探究多种物理现象：1、演示气体压强与体积关系：当用力压塑料瓶时，瓶内气体体积变小压强变大，进入小瓶中的水增多，说明瓶内气体压强变大体积变小；松手后，小瓶内水量变少，说明了瓶内气体体积变大压强变小。

2、演示决定物体沉浮的条件：物体自身的重力和在液体中受到的浮力。

3、演示光的折射现象：当小瓶在塑料瓶的外侧时，会看到小瓶明显变大，或将塑料瓶放在字上，会看到瓶下的字变大且位置变高；小瓶在下沉时，先变大变长再变小。

在实际生活中的应用：潜水艇。

探究潜水艇的浮沉原理：潜水艇有蓄水仓，通过排出和注入水，改变潜水艇的重量来改变浮沉。