暑假,我们一家人回老家二十多天,家中没人,几盆可爱的花因为没有及时浇水而枯死了,一家人觉得很可惜。教室里也常常摆放着一些绿色植物,它们美化了教室环境。然而,放寒暑假时,这些植物也面临因无人为其浇水而难逃“渴死”的命运。于是,我想研制出一种自动浇花的装置,来解决这个问题。
　　
　　一、设计方案
　　
　　设计目的:这种装置能够自动浇花,为时常不在家的人们解决家庭养花浇水的问题。
　　设计思路:搜集其他人研究“自动浇花器”的资料,设计几种自动浇花的装置,进行试验。在试验中,发现问题,改进设计方案,使自动浇花器能够定时定量地给花浇水,逐步设计出有自己特色的自动浇花器。
　　
　　二、研究过程
　　
　　1. 想到了从花盆底部给植物补水的方法
　　把一盆花浸在装满水的水盆里,花盆底部垫着湿布,使花盆只有一小部分浸在水里。
　　7天以后,水盆里的水少了些,花盆上面的土壤已经有些干了,花却没有什么变化。
　　15天后,水盆里的水变少了许多,可布仍是湿的,花并没有死,而且长势还很旺。看来这种办法是可行的。但是,这种方法没有什么创新,能不能做一个装置给花自动浇水呢?
　　2. 研究从花盆上部给植株补水的方法
　　(1)我先进行了给花“输液”式浇水的试验(如图3):水滴快了,花就被淹了;水滴慢了,一天只滴几滴,水就蒸发了,花还会枯死。怎样才能做到像人们平常浇花那样隔几天浇一些水呢?
　　(2)我又试着先把水滴到一个水杯中,把水杯固定在一个杠杆的一端,当水杯水积累到重于另一端E时(如图4、图5),杠杆就会倾斜,随之水杯中的水流入花盆里。随后杠杆再次回到原状态,由此往复。可是,由于①杠杆倾斜后,水流不下来,水只能倒出一半;② 杠杆复位后,杯子的左右位置变了,水滴不进去;③水滴不断蒸发,不容易控制时间等原因,这个装置做得不是很成功。但是用输液器控制时间的方法还是比较成功的。
　　(3)老师启发大家换个思路,把“倒水”换成“流水”行不行呢?看到金鱼缸换水时,水沿着吸管自动流出,我们受到启发,又查阅很多资料,知道了这种原理是虹吸原理。
　　我又根据虹吸原理进行了反复试验。最后,我把一个U形弯管插在一个水瓶内底部,往水瓶中滴水,看到水面的高度刚刚超过弯管高度时,水开始自动流出来。水面低于杯内弯管的下端时,停止流水。上面的水继续往下滴,水面再升高。超过弯管高度时,水又自动流出来。我测量了不同水瓶的流水量,也就是每次浇花的水量(如图8)。
　　同样高度的U形管,插在粗细不同的塑料瓶中,水流来的量不同(如表1)。
　　(4)制作自动浇花器,进行试验。首先准备两个塑料瓶和一套输液器,把其中的一个瓶子装上水,在瓶盖上插上输液器。把另一个瓶子上半部剪掉,在瓶底插上一个倒U形弯管与外部相连。如果有空隙,可用胶水密封严。把装满水的瓶子倒立在插有倒U形弯管的瓶子上——一个自动浇花装置就制作好了(如图9、图10、图11)。
　　使用时,先将大瓶灌满水,拧紧盖,倒立在小瓶之上,将控制阀门调节到适当的滴速,上边瓶的水就会滴到下边的瓶内。
　　在调节时,我首先测量出水滴数量与容积的关系(如表2)。
　　用直径70毫米的水瓶,每次浇水量为280毫升,间隔100小时(4天多)浇一次水(如图12、图13)。1小时滴水约3毫升,约50滴水。因此,控制阀门调节到每分钟约滴1滴水。把这个装置放在花盆中观察。
　　
　　三、使用注意事项
　　
　　1. 要控制好水滴
　　根据花草需要不同的水量,选择大小不同的水瓶。还可以在一盆较大的花盆中放两个浇花器。如果没有输液器,还可以在上面的瓶子盖上,扎两个小孔,小孔的大小控制滴水量。
　　2. 上下两个瓶要固定好
　　还要将上、下瓶接牢,尽量密封,防止水分蒸发。
　　
　　四、特点
　　
　　(1)自动浇花器巧妙地把虹吸原理与水滴定时结合起来,能够在一定的时间内给花浇一定量的水。与平时人们定期定量浇花的方式一样,花土能“见湿见干”。
　　(2)制作过程容易、材料简单、经济实用。这个装置的材料都是家庭用过的废料,小学生都能制作。
　　(3)此装置不需要电源、水源、水泵等,节省资源,实用安全,便于推广。
　　
　　五、体会
　　
　　通过对自动浇花装置的研究, 不但加强了我的探究能力,还增强了我对科学的兴趣。我还要继续研究,例如:如果在花盆外面围几层湿布,花能坚持多久呢? 同时我也体会到了自然界有很多奥秘正等着我们这些少年儿童去发现、探索、研究。让我们热爱科学,热爱生活,发现生活中的科学,解答生活中的疑问吧!