活動(dòng)名稱
摩擦蛙
實(shí)驗(yàn)條件及材料
一張20 厘米×20 厘米的紙板
兩根5 厘米長(zhǎng)的吸管
細(xì)繩
膠帶
剪刀
彩色筆、鉛筆、蠟筆、顏料或其他彩筆(圖1)
其他裝飾品
制作發(fā)射裝置
(1)在紙板上畫出一只青蛙的輪廓,確保其身體最寬處至少有7 厘米,將青蛙剪下來并進(jìn)行裝飾(圖2)。
(2)用膠帶將兩根吸管并排粘在紙板背面,形成倒V 形,吸管距離其中一端的邊緣約為1 厘米,距離另一端邊緣約為5厘米;剪一段2 米長(zhǎng)的細(xì)繩,然后將其穿過靠在一起的吸管,使繩子的兩端垂在青蛙下方(圖3)。
(4)請(qǐng)一個(gè)幫手站在椅子或桌子上,將一支鉛筆穿過青蛙頂部的繩圈,用雙手握住繩子的兩端,先向下拉其中一端,然后再向下拉另一端,重復(fù)左右拉繩子的動(dòng)作,觀察一下你的青蛙是不是爬上去了。
(5)當(dāng)青蛙沿著繩子向上移動(dòng)時(shí),繼續(xù)像活塞一樣拉動(dòng)你的手臂,并慢慢地將你的手臂分開得更寬一些(圖4)。
(6)如果你想增加一些難度,可以在繩子上涂一些食用油??纯茨愕那嗤墁F(xiàn)在爬得怎么樣了。
活動(dòng)概述
你可能覺得這只青蛙會(huì)因?yàn)橹亓Χ刂K子向下滑,但當(dāng)你拉動(dòng)繩子時(shí),會(huì)產(chǎn)生另外一種力支撐住青蛙,這種力就是繩子和吸管之間的摩擦力,摩擦力是一種作用于移動(dòng)物體的力。雖然繩子和吸管看起來非常光滑,但當(dāng)你在顯微鏡下觀察時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的表面呈鋸齒狀,很粗糙,而吸管擺放的角度意味著它們會(huì)始終接觸到繩子。當(dāng)你向下拉動(dòng)其中一根繩子時(shí),它就會(huì)穿過吸管,吸管的微觀粗糙表面會(huì)緊緊抓住繩子,阻止青蛙滑落。
如果你使用了食用油,你會(huì)發(fā)現(xiàn)青蛙很難向上爬,因?yàn)槭秤糜褪且环N潤(rùn)滑劑,會(huì)使吸管和繩子的表面變得光滑,減少了它們之間的摩擦,只有很少的動(dòng)力轉(zhuǎn)化成摩擦力。
兩個(gè)物體表面越粗糙,它們之間的摩擦力就越大。你可以使用管狀意大利面和羊毛開展此項(xiàng)實(shí)驗(yàn),但如果摩擦力太大,你就無法將羊毛繩拉過意大利面的面管了!
現(xiàn)實(shí)生活中的科學(xué)
汽車需要摩擦力才能開始移動(dòng)、剎車時(shí)停止及轉(zhuǎn)向。輪胎制造商需要摩擦力停止和啟動(dòng)汽車,但摩擦力太大意味著汽車會(huì)消耗過多的燃料。而汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)有數(shù)百個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,它們之間不斷地相互摩擦,會(huì)磨損發(fā)動(dòng)機(jī)部件,需要使用發(fā)動(dòng)機(jī)油作為潤(rùn)滑劑減少這種摩擦,延長(zhǎng)部件的使用壽命。
當(dāng)你沿著結(jié)霜或結(jié)冰的人行道行走時(shí),摩擦力就會(huì)發(fā)揮作用,冰面太光滑意味著你的鞋子抓不住地面,容易滑倒。生活在寒冷地區(qū)的人們和足球運(yùn)動(dòng)員會(huì)穿著帶有尖刺或粗糙鞋底的鞋子,就是為了增加鞋子與冰面或草地之間的摩擦力。
如果你是一名宇航員,面對(duì)的將是宇宙飛船返回地球時(shí)來自大氣層的摩擦力。由于航天飛機(jī)的行駛速度非???,撞擊飛船的空氣分子會(huì)產(chǎn)生大量熱量,太空艙外部的隔熱層可以保護(hù)宇航員免受高溫的影響。摩擦常常會(huì)產(chǎn)生熱量,你可以試著揉搓雙手感受一下。
活動(dòng)名稱
變色花
通過本次活動(dòng),你能夠?qū)W到一種有趣的方法,讓花朵變成任何你想要的顏色,它們可以作為生日或母親節(jié)等節(jié)日的絕佳禮物。
注意事項(xiàng)
本次活動(dòng)將會(huì)使用刀具切割花莖,請(qǐng)一位成年人協(xié)助完成相關(guān)步驟。
實(shí)驗(yàn)條件及材料
白色花瓣的花朵(白色康乃馨或菊花效果最好)
食用色素(一種或多種顏色)
1 ~ 4 個(gè)杯子
勺子
水
削皮刀
制作經(jīng)典的單色花
(1)將一個(gè)杯子裝滿大約3/4 的水(圖1),選擇一種你喜歡的食用色素,往水杯中添加10 滴左右,然后用勺子攪拌均勻(圖2)。
(2)將花放入杯子中,如果需要,可以用刀切掉一部分花莖(圖3),等待2 ~ 3 天,花朵需要一段時(shí)間才能完全變色,請(qǐng)注意持續(xù)觀察,看看顏色是如何遍布花瓣的。
制作多彩的花朵
(1)準(zhǔn)備2 個(gè)相同大小的杯子,并在每個(gè)杯子中加入約3/4 的水;選擇兩種不同顏色的食用色素,分別在每個(gè)杯子中添加約10 滴的食用色素,用勺子攪拌均勻(圖4)。
(2)剪掉一部分花莖,同時(shí)將將花莖的底部縱向切成兩半(圖5),并將每一半放入不同的杯子中(圖6)。
(3)你可以根據(jù)自己的喜好制作多種不同顏色的花朵,你需要的只是一杯足夠多的加有食用色素的水,并且能夠持續(xù)切割花莖而不會(huì)使其變得太短。
(4)等待2 ~ 3 天,讓顏色遍布整個(gè)花瓣(圖7)。
活動(dòng)概述
花朵通過根部吸收水分,水分會(huì)沿著花莖進(jìn)入花瓣。即使沒有根部,花朵仍然可以通過花莖獲取水分。水可以沿著花莖向上流動(dòng)的主要原因之一是一種被稱為“毛細(xì)管作用”的力。
毛細(xì)管作用發(fā)生在狹窄的管子中,這些管子可以由玻璃、塑料制成,或者像本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的情況,由花莖內(nèi)的微小管狀細(xì)胞構(gòu)成。每個(gè)管狀細(xì)胞的直徑只有幾微米(也就是千分之一毫米),非常窄,毛細(xì)管作用之所以起作用,是因?yàn)樗肿痈菀妆幻?xì)管壁吸引,而不是周圍的其他水分子,使得水分可以沿著管壁向上攀爬,看起來像是克服了重力。
毛細(xì)管作用是水從杯子流向花瓣的重要原因之一,但是花朵是如何改變顏色的呢?在水沿著花莖向花瓣流動(dòng)的過程中,水分子會(huì)攜帶一部分食用色素。水一旦到達(dá)花瓣,就會(huì)被蒸發(fā)掉,食用色素則被留在花瓣,這就是花瓣可以改變顏色的原因,由此我們就可以制作出一份美麗的禮物或一些好看的東西。
(NiNi 編譯)