浮沉子(1)

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原作者:蕭次融
關鍵詞:浮沉子、密度、比重、阿基米得原理、帕斯卡原理

現象說明

在寶特瓶中的兩個浮沉子,會隨口令沉浮,不僅可以順向沉浮、逆向沉浮、同時並肩沉浮,也可以上下交換,甚至催眠沉下睡覺,施以氣功一躍而上浮。

探究問題

  1. 浮沉子為什麼會下沉與上浮?
  2. 如何可使浮沉子聽口令沉浮?
  3. 如何使兩個浮沉子同時並肩下沉與上浮?
  4. 如何可使兩個浮沉子上下交換?
  5. 如何可使浮沉子沉在瓶底又使其上浮在水面?
  6. 如何可不倒出瓶內的水,取出沉在瓶底的浮沉子?


實作項目

使用下列器材製作兩個浮沉子:

塑膠吸管或塑膠滴管、銅釘(5分)、剪刀、蠟燭、打火機、鉗子。



製作兩個浮沉子,用水調整兩個浮沉子的質量一點點不同,使其在寶特瓶內,隨口令下沉上浮。


結果與討論

  1. 實作的結果與分析
利用兩個浮沉子質量的稍微差異,以及手壓寶特瓶的力道不同,可操控浮沉子隨口令下沉與上浮。在一節課的實作時間,每人可製作兩個浮沉子,以水調整其質量,以操控其依口令沉浮。
  1. 探究的結果與分析以及問題的答案
在網路或下一頁的遠哲科學趣味競賽:「浮沉子3.0」可以找到。



教學目標

  1. 讓學生透過實作與操控浮沉子,體會物體的沉浮原理與潛水艇的沉浮原理類似。
  2. 讓學生學習密度、比重、阿基米得原理以及帕斯卡原理。
  3. 物體沉浮的變因。


參考資料

  1. 物理教科書
  2. 網路
  3. 蕭次融、吳原旭、葉士肇,「第26屆遠哲科學趣味競賽手冊」,頁5 ~ 20,遠哲科學教育基金會,台北(2020)。


其他

可以採用競賽的方式,提高學生科研的興趣(上述七、參考資料的3)。