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摘要：物体在液体中的四种状态：上浮、下沉、漂浮和悬浮。其中悬浮状态，在实验时很难得到良好的效果。
关键词：悬浮；实验；改进；空气柱长度
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-08-0-01
在物理《物体的沉与浮》一节中，老师通常要演示一下物体在液体中的四种状态：上浮、下沉、漂浮和悬浮。其中悬浮状态，在实验时很难得到良好的效果，因为物体在液体中悬浮的条件非常高，如图1：
如果要使物体悬浮必须满足，F浮＝€%j液gv排=G物=m物g=€%j物gv物
既：€%j液=€%j物
因此只要液体密度与物体密度一样大就可以了！问题是，我们很难找到两种密度一样大，便于试验的物体。在以往做实验时，采用的方法是向玻璃瓶内注水，来改变整体的质量，达到悬浮的目的。然而，这样的试验十有八九是失败的。
怎样才能轻松实现物体的悬浮且能让物体停留在液体中任意深度呢？我翻阅了很多相关的资料，这些实验改进中，不外乎都是围绕怎样增减物体的质量或改变液体的密度来进行。虽然比教材介绍的方法效果要好一点，但依然很费时费工，且不能使物体随意停留在液体中的任意深度，实验效果也很不理想，学生也不能很好理解物体的沉浮条件与物体本身密度的关系。
一次在饮茶的时候，当我用玻璃杯冲好茶时，由于泡茶的水温度不够高，我就用一边用手掌盖住杯口，让茶闷一会儿，一边欣赏起嫩绿的茶叶在水中起浮的姿态。当我看见一片茶叶由杯底随着发涨的过程逐渐慢慢浮起来的时候，我捂在杯口的手掌不经意地向下压了压，突然发现这片茶叶又慢慢由上浮状态变成下沉状态，我感到很惊奇，于是又轻轻松了松手掌，发现茶叶随着手掌的放松又开始向上浮起来。看到这种现象，我又把捂杯口的手掌反复压紧、放松，果然，这片茶叶就在我的指挥下一会儿上浮，一会儿下沉，一会儿停留在茶水里的任意深度。我猛然想到，茶叶之所以能在我的控制下上浮下沉，是由于杯子里的气压变化导致的，当时我心中一阵狂喜，这不正是一个让物体实现悬浮的很好装置吗？
在实验室中，我根据我的发现，设计了以下装置，通过本装置，很轻松地就能实现物体在液体中的四种状态：漂浮，悬浮，上浮，下沉。
器材准备：一端开口的大玻璃管1只、小试管1只、大号注射器1只、橡胶塞。
装置安装：如图2所示进行安装。
1、水用红墨水染成红色。
2、将小试管浸入水中，灌一部分水进入试管（注意不要灌满），倒立放入水中，调节小试管里面的水量，使小试管底部露出水面约1cm左右，这时，小试管里有一小段空气柱，整个小试管在水中成漂浮状态。塞紧橡皮塞。注射器活塞如图2所示停留在注射器管身一半处。
演示过程：
1、漂浮。装置的初始状态，如图2所示，即为漂浮状态。
2、下沉。如图3所示，将注射器活塞向下压，小试管内空气柱变短，随着活塞下压，小试管慢慢开始下沉。
3、悬浮。如图4所示，继续向下压活塞，小试管内空气柱继续变短，小试管下沉到液体内至浸没。此时，停止活塞运动，则小试管也立即停止下沉，悬浮在液体里。如要控制小试管的悬浮位置，则调节注射器活塞运动，就可以让小试管随意停留在水中任意位置。
4、上浮。在小试管悬浮状态下，向上拉注射器活塞，小试管内空气柱长度增大，则小试管就慢慢上浮，直到浮出水面。
装置原理说明：本装置为一密封装置，大玻璃管和小试管中各留有一部分空气。将小试管及其中的空气视作一个整体，这个整体的质量在整个实验过程中不发生改变。通过注射器活塞的运动，可以控制大玻璃管空气的压力，再通过液体传导，从而控制小试管中空气柱的体积，进而可以看成在小试管整体质量不改变的情况下改变了其体积，相应地控制了小试管的密度改变。大试管中空气压力减小，小试管中的空气柱增大，则小试管整体体积增大，密度相应减小，则小试管呈上浮趋势；大试管中空气压力增大，小试管中的空气柱被压缩减小，则小试管整体体积减小，密度相应增大，则小试管呈下沉趋势。当小试管整体密度等于液体密度时，则可实现小试管悬浮。
本实验装置优点：通过调节注射器活塞运动，可以轻松调节小试管整体体积、密度，从而实验物体的上浮、下沉、悬浮、漂浮。本实验装置材料易得，组装简单，操作轻松，省时省力，观察明显，学生容易理解，实验成功率达百分之百。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：悬浮；实验；改进；空气柱长度
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-08-0-01
在物理《物体的沉与浮》一节中，老师通常要演示一下物体在液体中的四种状态：上浮、下沉、漂浮和悬浮。其中悬浮状态，在实验时很难得到良好的效果，因为物体在液体中悬浮的条件非常高，如图1：
如果要使物体悬浮必须满足，F浮＝€%j液gv排=G物=m物g=€%j物gv物
既：€%j液=€%j物
因此只要液体密度与物体密度一样大就可以了！问题是，我们很难找到两种密度一样大，便于试验的物体。在以往做实验时，采用的方法是向玻璃瓶内注水，来改变整体的质量，达到悬浮的目的。然而，这样的试验十有八九是失败的。
怎样才能轻松实现物体的悬浮且能让物体停留在液体中任意深度呢？我翻阅了很多相关的资料，这些实验改进中，不外乎都是围绕怎样增减物体的质量或改变液体的密度来进行。虽然比教材介绍的方法效果要好一点，但依然很费时费工，且不能使物体随意停留在液体中的任意深度，实验效果也很不理想，学生也不能很好理解物体的沉浮条件与物体本身密度的关系。
一次在饮茶的时候，当我用玻璃杯冲好茶时，由于泡茶的水温度不够高，我就用一边用手掌盖住杯口，让茶闷一会儿，一边欣赏起嫩绿的茶叶在水中起浮的姿态。当我看见一片茶叶由杯底随着发涨的过程逐渐慢慢浮起来的时候，我捂在杯口的手掌不经意地向下压了压，突然发现这片茶叶又慢慢由上浮状态变成下沉状态，我感到很惊奇，于是又轻轻松了松手掌，发现茶叶随着手掌的放松又开始向上浮起来。看到这种现象，我又把捂杯口的手掌反复压紧、放松，果然，这片茶叶就在我的指挥下一会儿上浮，一会儿下沉，一会儿停留在茶水里的任意深度。我猛然想到，茶叶之所以能在我的控制下上浮下沉，是由于杯子里的气压变化导致的，当时我心中一阵狂喜，这不正是一个让物体实现悬浮的很好装置吗？
在实验室中，我根据我的发现，设计了以下装置，通过本装置，很轻松地就能实现物体在液体中的四种状态：漂浮，悬浮，上浮，下沉。
器材准备：一端开口的大玻璃管1只、小试管1只、大号注射器1只、橡胶塞。
装置安装：如图2所示进行安装。
1、水用红墨水染成红色。
2、将小试管浸入水中，灌一部分水进入试管（注意不要灌满），倒立放入水中，调节小试管里面的水量，使小试管底部露出水面约1cm左右，这时，小试管里有一小段空气柱，整个小试管在水中成漂浮状态。塞紧橡皮塞。注射器活塞如图2所示停留在注射器管身一半处。
演示过程：
1、漂浮。装置的初始状态，如图2所示，即为漂浮状态。
2、下沉。如图3所示，将注射器活塞向下压，小试管内空气柱变短，随着活塞下压，小试管慢慢开始下沉。
3、悬浮。如图4所示，继续向下压活塞，小试管内空气柱继续变短，小试管下沉到液体内至浸没。此时，停止活塞运动，则小试管也立即停止下沉，悬浮在液体里。如要控制小试管的悬浮位置，则调节注射器活塞运动，就可以让小试管随意停留在水中任意位置。
4、上浮。在小试管悬浮状态下，向上拉注射器活塞，小试管内空气柱长度增大，则小试管就慢慢上浮，直到浮出水面。
装置原理说明：本装置为一密封装置，大玻璃管和小试管中各留有一部分空气。将小试管及其中的空气视作一个整体，这个整体的质量在整个实验过程中不发生改变。通过注射器活塞的运动，可以控制大玻璃管空气的压力，再通过液体传导，从而控制小试管中空气柱的体积，进而可以看成在小试管整体质量不改变的情况下改变了其体积，相应地控制了小试管的密度改变。大试管中空气压力减小，小试管中的空气柱增大，则小试管整体体积增大，密度相应减小，则小试管呈上浮趋势；大试管中空气压力增大，小试管中的空气柱被压缩减小，则小试管整体体积减小，密度相应增大，则小试管呈下沉趋势。当小试管整体密度等于液体密度时，则可实现小试管悬浮。
本实验装置优点：通过调节注射器活塞运动，可以轻松调节小试管整体体积、密度，从而实验物体的上浮、下沉、悬浮、漂浮。本实验装置材料易得，组装简单，操作轻松，省时省力，观察明显，学生容易理解，实验成功率达百分之百。
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