用鸡蛋进行的浮力实验

用鸡蛋进行的浮力实验作者：于琴陈怡来源：中学物理初中2016年第08期生活中越来越多的日常用品被用作实验器材，如蜡烛、乒乓球、吹风机、吸管、回形针、 水果、电池等，数不胜数，我们不可小觑这些随处可见的小材料，它们却蕴含了大量的实验价 值.如果与初高中物理教学相结合，不仅能够实现教学目标，也能够培养学生的发现与创新的 能力，这也正是我们素质教育所倡导的培养模式.挖掘这些材料的实验价值，用来演示杠杆原 理，探究浮力大小等等，实现了课程资源的开发，大大丰富了物理实验的教学资源目前，生活化教学已成为物理实验的流行趋势.我们可以看到许多自制教具被应用到课堂 教学中，有些应用可能还不成熟，也逐渐有不少研究人员发现问题，并对实验装置作出改进 本文将实验的关注点聚焦在日常中触手可得的鸡蛋上，充分挖掘它在浮力的知识点上的实验价 值.论述将从两个方面展开：一是定性实验，让鸡蛋来演绎物体的浮与沉；二是定量实验，定 量探究浮沉状态下需满足的条件.在论述中，将全面介绍各实验的器材与步骤，以及实验装置 上的改进，旨在向读者传达实验的材料是可替代的，实验能在保证不失本真的条件下更加简单. 也希望鼓励读者能够善于发现，勤于思考，为实验资源的开发献出自己的智慧1演绎浮与沉在煮鸡蛋的过程中，我们看到不管是生鸡蛋还是熟鸡蛋都是沉在水底，当然也有少数的鸡 蛋能浮在水面，当然这样的鸡蛋说明是变质的.那么如何让一只正常的鸡蛋浮起来呢？可以采 取下面的方法.1.1加溶剂，增大溶液的密度常见的方法就是向水里加盐，可以增加溶液的密度.食盐中的主要成分是氯化钠，氯化钠 的溶解性会随着温度的不同有些差异，0 C时100 mL的清水中能溶解35.7 g，20 C时能溶解 36 g，相差也不是很大.实验中，当向300 mL的清水中加了 6汤匙的盐颗粒（一汤匙大约为15 g）时，熟鸡蛋从杯底浮起来，此时杯底还有少量未溶解的食盐根据氯化钠的溶解度可知这并 不是说明溶液达到饱和，而是因为随着溶液浓度的增加，食盐溶解的速度变慢了.将熟鸡蛋从 溶液中取出，轻轻放入一颗生鸡蛋，发现在同样浓度的盐溶液中，生鸡蛋还是下沉状态，这直 观地验证了生鸡蛋要比熟鸡蛋重.此实验除了可以演示鸡蛋的沉浮状态，也提供了一种判别生 鸡蛋与熟鸡蛋的方法.1.2改变鸡蛋自身的重力通过改变生鸡蛋自身的重力也能实现下沉、悬浮、漂浮三种状态实验可以用一根铁丝将蛋壳上戳个小孔，大约直径为5 mm,考虑到蛋内液体的特殊性， 孔径要适当，既能倒出蛋清，也要避免水的进入.由于蛋壳的完整性，根据阿基米德原理，鸡 蛋在水中受到的浮力几乎保持不变，但随着蛋清蛋黄被倒出，自身的重力在不断减小，当重力 等于浮力时，可以实现悬浮状态；重力继续减小，就可以让蛋壳漂浮在水面上这种演绎浮与沉的方法较调配盐水来说，实验所需的材料减少，操作的步骤也很简单，将 鸡蛋液体的可流动性应用在实验上.2探究浮沉条件在以上定性实验的基础上，也可以实现定量的实验探究，探究物体浮与沉所要满足的条件. 准备的实验材料有：300 mL的水、食用盐、熟鸡蛋、汤匙、测力计、两只塑料杯、塑料袋.2.1实验装置的改进原有的实验装置中必须要用到量筒或是天平，来测量排出液体的体积或质量在调配食盐 水时，除了溶液底部有未完全溶解的盐颗粒，也只能大约估计一汤匙的容量，因此不能精确知 道食盐的量，所以在计算溶液密度时误差较大，而这细小的误差对于鸡蛋来说是不可忽略的 那么，如果使用天平直接测量排出液体的质量则可以避免量筒的误差，但是天平一般是实验室 用品，如何用日常的材料来取代天平.除了测液体质量的方法外，也可以直接测量液体的重力. 根据已有的实验器材，测力计是可以派上用场的.只要在盛接排出液体的杯子上套上一只塑料 袋，用弹簧测力计直接测塑料袋里液体的重力即可（塑料袋的重力可忽略）.2.2实验数据采集与比较先后调制两种不同浓度的盐水，使鸡蛋处于悬浮与漂浮的状态（图1）.根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受到的浮力等于排开液体的重力，塑料袋的作用 替代了原先的托盘天平，再一次说明了实验材料的可替代性，替代后的材料使原实验更加生活 化也更加简单化.本文对鸡蛋可以进行的浮力实验作了系统的概述，从实验器材的可替代性、实验步骤的简 单化和实验的生活化，激发学生对实验探究的兴趣，将生活与课堂相联系，让理论与实际相结 合，培养学生物理学科思维与探究创新精神.