于琴　陳怡

生活中越來(lái)越多的日常用品被用作實(shí)驗(yàn)器材，如蠟燭、乒乓球、吹風(fēng)機(jī)、吸管、回形針、水果、電池等，數(shù)不勝數(shù)，我們不可小覷這些隨處可見(jiàn)的小材料，它們卻蘊(yùn)含了大量的實(shí)驗(yàn)價(jià)值.如果與初高中物理教學(xué)相結(jié)合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新的能力，這也正是我們素質(zhì)教育所倡導(dǎo)的培養(yǎng)模式.挖掘這些材料的實(shí)驗(yàn)價(jià)值，用來(lái)演示杠桿原理，探究浮力大小等等，實(shí)現(xiàn)了課程資源的開(kāi)發(fā)，大大豐富了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源.

目前，生活化教學(xué)已成為物理實(shí)驗(yàn)的流行趨勢(shì).我們可以看到許多自制教具被應(yīng)用到課堂教學(xué)中，有些應(yīng)用可能還不成熟，也逐漸有不少研究人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置作出改進(jìn).本文將實(shí)驗(yàn)的關(guān)注點(diǎn)聚焦在日常中觸手可得的雞蛋上，充分挖掘它在浮力的知識(shí)點(diǎn)上的實(shí)驗(yàn)價(jià)值.論述將從兩個(gè)方面展開(kāi)：一是定性實(shí)驗(yàn)，讓雞蛋來(lái)演繹物體的浮與沉；二是定量實(shí)驗(yàn)，定量探究浮沉狀態(tài)下需滿足的條件.在論述中，將全面介紹各實(shí)驗(yàn)的器材與步驟，以及實(shí)驗(yàn)裝置上的改進(jìn)，旨在向讀者傳達(dá)實(shí)驗(yàn)的材料是可替代的，實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诒ＷC不失本真的條件下更加簡(jiǎn)單.也希望鼓勵(lì)讀者能夠善于發(fā)現(xiàn)，勤于思考，為實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)發(fā)獻(xiàn)出自己的智慧.

1演繹浮與沉

在煮雞蛋的過(guò)程中，我們看到不管是生雞蛋還是熟雞蛋都是沉在水底，當(dāng)然也有少數(shù)的雞蛋能浮在水面，當(dāng)然這樣的雞蛋說(shuō)明是變質(zhì)的.那么如何讓一只正常的雞蛋浮起來(lái)呢？可以采取下面的方法.

1.1加溶劑，增大溶液的密度

常見(jiàn)的方法就是向水里加鹽，可以增加溶液的密度.食鹽中的主要成分是氯化鈉，氯化鈉的溶解性會(huì)隨著溫度的不同有些差異，0 ℃時(shí)100 mL的清水中能溶解35.7 g，20 ℃時(shí)能溶解36 g，相差也不是很大.實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)向300 mL的清水中加了6湯匙的鹽顆粒（一湯匙大約為15 g）時(shí)，熟雞蛋從杯底浮起來(lái)，此時(shí)杯底還有少量未溶解的食鹽.根據(jù)氯化鈉的溶解度可知這并不是說(shuō)明溶液達(dá)到飽和，而是因?yàn)殡S著溶液濃度的增加，食鹽溶解的速度變慢了.將熟雞蛋從溶液中取出，輕輕放入一顆生雞蛋，發(fā)現(xiàn)在同樣濃度的鹽溶液中，生雞蛋還是下沉狀態(tài)，這直觀地驗(yàn)證了生雞蛋要比熟雞蛋重.此實(shí)驗(yàn)除了可以演示雞蛋的沉浮狀態(tài)，也提供了一種判別生雞蛋與熟雞蛋的方法.

1.2改變雞蛋自身的重力

通過(guò)改變生雞蛋自身的重力也能實(shí)現(xiàn)下沉、懸浮、漂浮三種狀態(tài).

實(shí)驗(yàn)可以用一根鐵絲將蛋殼上戳個(gè)小孔，大約直徑為5 mm，考慮到蛋內(nèi)液體的特殊性，孔徑要適當(dāng)，既能倒出蛋清，也要避免水的進(jìn)入.由于蛋殼的完整性，根據(jù)阿基米德原理，雞蛋在水中受到的浮力幾乎保持不變，但隨著蛋清蛋黃被倒出，自身的重力在不斷減小，當(dāng)重力等于浮力時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)懸浮狀態(tài)；重力繼續(xù)減小，就可以讓蛋殼漂浮在水面上.

這種演繹浮與沉的方法較調(diào)配鹽水來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)所需的材料減少，操作的步驟也很簡(jiǎn)單，將雞蛋液體的可流動(dòng)性應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)上.

2探究浮沉條件

在以上定性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也可以實(shí)現(xiàn)定量的實(shí)驗(yàn)探究，探究物體浮與沉所要滿足的條件.準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料有：300 mL的水、食用鹽、熟雞蛋、湯匙、測(cè)力計(jì)、兩只塑料杯、塑料袋.

2.1實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

原有的實(shí)驗(yàn)裝置中必須要用到量筒或是天平，來(lái)測(cè)量排出液體的體積或質(zhì)量.在調(diào)配食鹽水時(shí)，除了溶液底部有未完全溶解的鹽顆粒，也只能大約估計(jì)一湯匙的容量，因此不能精確知道食鹽的量，所以在計(jì)算溶液密度時(shí)誤差較大，而這細(xì)小的誤差對(duì)于雞蛋來(lái)說(shuō)是不可忽略的.那么，如果使用天平直接測(cè)量排出液體的質(zhì)量則可以避免量筒的誤差，但是天平一般是實(shí)驗(yàn)室用品，如何用日常的材料來(lái)取代天平.除了測(cè)液體質(zhì)量的方法外，也可以直接測(cè)量液體的重力.根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)力計(jì)是可以派上用場(chǎng)的.只要在盛接排出液體的杯子上套上一只塑料袋，用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)塑料袋里液體的重力即可（塑料袋的重力可忽略）.

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與比較

先后調(diào)制兩種不同濃度的鹽水，使雞蛋處于懸浮與漂浮的狀態(tài)（圖1）.

根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體所受到的浮力等于排開(kāi)液體的重力，塑料袋的作用替代了原先的托盤(pán)天平，再一次說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)材料的可替代性，替代后的材料使原實(shí)驗(yàn)更加生活化也更加簡(jiǎn)單化.

本文對(duì)雞蛋可以進(jìn)行的浮力實(shí)驗(yàn)作了系統(tǒng)的概述，從實(shí)驗(yàn)器材的可替代性、實(shí)驗(yàn)步驟的簡(jiǎn)單化和實(shí)驗(yàn)的生活化，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的興趣，將生活與課堂相聯(lián)系，讓理論與實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科思維與探究創(chuàng)新精神.