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科学小制作
编者寄语
亲爱的同学们,尊敬的家长朋友们:
亲子实验是以科学小实验、小制作、小发明和科学探究为主要内容的家庭科技实践活动,利用家长教育资源在家庭中带领孩子们动手动脑进行科学实践的教育形式。
科学无处不在,等待着你去探究发現。如果你科学探素方面取得了好的成果,有科学探究小论文作品,本公众号将推荐到刊物杂志发表,有科学小发明推荐去参加青少年科技创新大赛获奖,或申请国家专利。
利用身边的废弃物品,设计制作成一个自己最喜欢的教具、学具和科技作品,变废为宝。今天一起来制作一个不一样的、不可思议的小喷泉。
先看下视频,喷出的水比水面还高,你能解释它的科学原理吗?做一个吧!
视频
不可思议的小喷泉
普通喷泉利用了连通器的原理。比方在山上修建一个蓄水池,用一根管子把池子里的水引到山下,因为山上水的液面高于山下,压力差会使山下水管里的水喷向空中,成为喷泉。但是这种喷泉喷出的水会高于山顶的水池吗?显然不会,最多只能与山顶的水面等高,这是很简单的物理原理。
但是希罗喷泉不同,希罗喷泉相当于建在山顶,喷出的水柱远高于山顶的蓄水池,所以第一次看到它的人会惊讶不已,仿佛它违反了最基本的物理定律。当然希罗喷泉是不会打破物理定律的,你发现任何貌似不符合物理定律的现象,都只是由于你了解的深度不够而已。
普通喷泉与希罗喷泉的比较1
对普通喷泉来说,山顶水面高度与喷泉喷嘴处水面高度的差h,这段高度的水柱产生的压力,就是喷泉往空中喷发的动力,这一点很好理解。
对希罗喷泉而言,同样是利用了水的液面高度差造成的压力,使水柱喷向空中,只不过装置非常巧妙而已。容器A,就是山顶的蓄水池里的水,通过水管1进入容器C,C是建在山脚的一个密封的容器,设A与C的水的液面高度差为h1。容器C里面一半装的是水,一半是空气。因为它是密封的,所以里面的空气要受到A里面过来的水的压力,换算到压强,也就是h1高度的水造成的压强,有初中物理知识的可以算出具体结果来。
下面我们自动动手来做一个希罗喷泉的模型。
制作方法
需要的材料是:3个矿泉水瓶,3支吸管,长度分别是20、30、40厘米,玻璃胶和不能胶等。普通吸管可能没有那么长,可以去杂货店或者卖观赏鱼的地方,买那种抽水的细塑料管。
视频
喷泉的制作流程
下图是组装完成后的各个瓶子的相对位置。注意每个瓶盖上的孔的对应位置不要弄错,不然穿不进吸管。假如吸管与瓶盖之间,瓶与瓶之间密封不好,它是不会喷水的,可以用点玻璃胶或者万能胶加固。
实验方法:组装完成后,只要2号瓶里装满水就可以了。只向1号瓶加一杯水,水通过管1流入最下面的3号瓶,压力传导进中间的2号瓶,整个装置开始运作,管3顶端开始有喷泉喷出,直至2号瓶里的水全部喷出。
如果你所使用的吸管太粗的话,可能看不到比较明显的喷泉效果,可以把喷嘴的地方用加热的方法弄细一些,喷得会更高。
2号瓶里的水全部喷完后,喷泉自行停止,把装置倒过来,让3号瓶的水流入2号瓶,又可继续……每次只加一杯水,1号瓶接住喷出的水,瓶里的水循环利用。
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