两个有趣的物理小实验

两个有趣的物理小实验 哈尔滨师范大学郑德杨官方网站www.zhengdeyang.com 两个有趣的物理小实验 1 “不听话”的小圆片 (1)用小刀从硬泡沫块上削下一小块薄片，加工成圆形(直径Φ4mm左右)。在一个饮料瓶盖中，先装半盖子水，把泡沫小圆片放入盖中心。这时会看到小圆片先从中间慢慢向盖子边缘移动，快要到达边缘时，小圆片加速运动到边缘，并尽力要往盖壁上爬，最后，小圆片一部分在水里，一部分在水和盖壁的交界处的盖子上(露出液面)。如果用牙签把小圆片“推”到瓶盖中间的水里，它仍然要往盖壁处加速运动，且尽力往盖壁上爬，不管你怎样“推”，都将无济于事。如图1a所示。 (2)往瓶盖内继续加水，直到加满后“堆” 成凸面，这时会看到小圆片移动到瓶盖中水的 凸面中心处不动。你用牙签将它往瓶盖边缘方 向“推”，那是非常困难的，你把它推到边缘 时，只要放开牙签，它立刻加速回到瓶盖中心 的水里停着不动，如图1b所示。 发生上述现象的原因是小圆片在水里受到面张力的作用。液体表面类似张紧的橡皮膜，如果液面是弯曲的，它就有变平的趋势。因此，凹液面对下面的液体施加拉力，凸液面对下面的液体施加压力，轻巧的浸润物体(相对与水)在这些表面张力的作用下，就出现了上述现象。 (3)在表面张力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小。用一张纸在溶化的石蜡溶液(或植物油)中浸过之后(成为蜡纸或油纸)，在蜡纸(或油纸)上滴入水滴。较大的水滴的形状是扁平的，这是由于水滴受到重力的影响，对于小的水滴，重力的影响比表面张力的作用小得多，水滴仍 呈球形。在蜡纸，油纸或油漆桌面上滴入水滴后，也可做上述(2)中的实验。 哈尔滨师范大学郑德杨官方网站www.zhengdeyang.com 在生活中，我们看到没有盖子的装水容器壁和水的交界面，喝茶水杯的壁和茶水的交界面，放置数天后，在交界面出现污垢的原因就是由于液体的表面张力引起的。 2 一杯“三液面” (1)取一个35OmL的透明塑料饮料瓶，截去2,3后成一水杯。将(废红蜡烛)放在蒸发皿中加热成液体(注意温度不能太高)。把上述加工成的小水杯倾斜放置，将蜡烛液体倒入小杯中又倒出来，使其在杯壁上“镀”一层蜡，长从杯底到杯口，宽度lcm左右。 (2)实验:将水倒入上述“特制”的水杯中，用肉眼就能看到“镀”蜡部分的水面在杯壁处呈凸面，没有“镀”蜡部分呈凹面，而凹凸水面高度差有2mm左右，水杯中心部分的水面呈水平面。 (3)检验:将上述的“小圆片”放在杯中心部分的水面上，则“小圆片”基本不动，说明这部分的水面基本上是水平的，如图2中的a所示。将小圆片“推”向“镀”蜡杯壁处，放开小圆片，则小圆片要朝杯中心方向运动，如图2中的b所示。将小圆片慢慢“推”向没有“镀”蜡部分的杯壁方向，快到杯壁时，可看到小圆片快速向杯壁处靠拢，并粘贴在杯壁处，如图2中的c所示。 出现上述三种情况的原因是:对饮料杯来说，水是浸 润液体，由于水浸润饮料杯，则杯壁附近的液面向上弯曲，故小圆片向杯壁处靠拢;对于“镀”在饮料杯上的石蜡来说，水是不浸润液体，杯壁附近的液面向下弯曲，故小圆片要朝杯中心方向运动;而水杯中心部分的水面基本是水平的，故小圆片基本不动。