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水面上的硬币在研究物体的浮沉条件时,有个同学无意中发现了一个有趣的现象:把一塑料尺子竖放(或侧放)在水面时,发现尺子迅速下沉了;而当他把尺子平放在水面时,即可发现尺子漂在水面上。 竖放(或侧放)尺子在水面上时,尺子下沉,是由于尺子所受的浮力小于它自身的重力而引起的;那又为什么在平放尺子时,它却是漂浮在水面上,若按物体的浮沉条件,物体漂浮时浮力可是等于重力的呀。这两者岂不自相矛盾了吗?问题症结在哪里呢? 在高中物理教材第一册“固体和液体的性质”一章中,有一个小实验:要求学生用棉纸把缝衣针垫起放在水面上,当棉纸被水浸湿下沉后,观察现象并说明原因,很多同学认为缝衣针浮在水面是由于液体表面张力作用的原因,以为针受重力、浮力和液体表面张力三者相平衡而使针能漂在水表面上。 那么就让我们先来认识一下液体表面张力吧。 什么是液体的表面张力呢? 液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时,因为外部空气和蒸气分子对它的斥力很小。不起显著作用。它只受到内部分子的吸引力,因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大,使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大,一些动能大的分予就可能冲出吸力范围,成为蒸气分子,结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏,分子之间的距离就比较大(r>r0)、正是由于液面分子分布较内部稀疏,分子间距r>r0,分子间引力占优势而产生了液体表面张力,由此可知,液体表面的张力实质是分子间相互作用的合力,它指向液体内部,可见托起硬币的力不可能是液体表面张力。那么让我们再来看看浮力吧。 先让我们先做一个实验: 在一盛有水的烧杯的水面平放一张滤纸,把一枚面值一角的硬币平放在滤纸上,待滤纸被浸湿而下沉后,发现硬币仍漂在水面上。注意观察硬币周围会发现水面向下凹陷,而硬币并未浸入水中,只是漂在水表面上。由此可见,此时硬币并未受到浮力作用。那是什么力与重力相平衡而使硬币漂在水面上呢? 由上一实验现象可知,水面向下凹陷,发生了形变,从而产生了一个与形变方向相反的弹力——支持力,这就如在一个吹气的气球上放上一个物体,由于物体的重力而使气球形变(向下凹陷),而产生了竖直向上的支持力一样。是这个与重力大小相等、方向相反的支持力使硬币漂在水表面上。( 上面几个实验中的塑料尺子、缝衣针漂在水面上与此相同 ) 为什么侧放或竖放尺子、缝衣针以及硬币时,它们都将沉到水底呢?我们还是以硬币为例,当它侧放或竖放时,液面的受力面积很小,压强很大,压力作用效果显著;这与穿高跟鞋踩在沙地,鞋跟将陷入沙中一样,硬币陷入了水中,从而打破了水面的弹性形变,使水表面对它的支持力不复存在。此时硬币只受浮力和重力作用,而由于重力大于浮力,所以硬币很快就下沉到水底了。而平放时,对水面压强很小,就不会发生上述现象,而使硬币浮在水表面上保持平衡。在自然界中,也有许多相类似的现象。有些小昆虫可以在水面上跑来跑去或停留在水面上,不致于陷入水里,也是同样的道理。 
蜜蜂靠什么发出嗡嗡声?权威专家都认为:是靠翅膀振动发声。我省监利县12岁的小学生聂利大胆挑战这一说法。她说:“蜜蜂有自己的发音器官,不是靠翅膀振动发声。” 聂利是监利县黄歇口镇中心小学六年级学生。在甘肃省兰州市8月举行的第18届全国青少年科技创新大赛上, 她撰写的论文《蜜蜂并不是靠翅膀振动发 声》,荣获优秀科技项目银奖和高士其科普专项奖。 2001年秋,聂利从《小学自然学习辅导》一书中得知,蜜蜂、苍蝇、蚊子等昆虫都没有发音器官,但它们在飞行时不断高速扇动翅膀,使空气振动,会产生嗡嗡的声音。后来,聂利在《十万个为什么》一书中也看到这种说法。 去年春天,她到一个养蜂场去玩,发现许多蜜蜂聚集在蜂箱上,翅膀没动,仍然嗡嗡叫个不停,她因此对教材、科普读物的说法产生怀疑,并开始试验和研究。她把蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上,或者剪去蜜蜂的双翅,都能听到蜜蜂的叫声。两种方法交替进行了42次,结果表明:蜜蜂不振动翅膀也能发声。 为了探究蜜蜂的发音器官,她把蜜蜂粘在木板上,用放大镜仔细查找,观察了一个多月,终于在蜜蜂的双翅根部发现两粒比油菜籽还小的黑点,蜜蜂叫时,黑点上下鼓动。她用大头针捅破小黑点,蜜蜂就不发声了。她又找来一些蜜蜂,不损伤双翅,只刺破小黑点,放在蚊帐里。蜜蜂飞来飞去,再也没有声音。她将这一发现写成论文,认为蜜蜂的发音器官就是这两个小黑点。 据了解,中国教育协会、小学自然教学专业委员会会刊全文发表了聂利的论文。 新闻链接:昆虫专家称可能是个了不起的发现 昨日省内多位从事昆虫研究的专家在接受记者采访时均称,蜜蜂是靠翅膀振动发声的。华中师范大学生命科学院副教授陈国生说,膜翅目昆虫一般没有发声器官,而蜜蜂属于膜翅目昆虫。省昆虫学会理事长、华中农业大学教授徐冠军说,还未发现有资料报道蜜蜂有发声器官。 听说聂利的发现后,徐冠军教授说,由于他没有见证聂利小朋友的试验,也从未做过这样的试验,所以尚不敢对她的发现下结论。如果这位小朋友的发现是真实的话,肯定是个了不起的发现。
双休科学作业:联系生活实际,写一篇以蔬菜保鲜为话题的科学小论文科技小论文一般包括:题目 署名 正文正文部分至少三段。第一段:提出自己要探究(或困惑)的问题,并说明为什么要探究。第二段:用具体事例说明自己是如何探究解决这个问题的过程方法:或亲自动手实验,或询问家长,或查阅资料……把过程写下来。第三段:总结,主要回答研究出了什么和你的感受。