中学生的科技论文大概是1000字-1500字。
在研究物体的起伏时,一位同学偶然发现了一个有趣的现象:当把一把塑料直尺垂直(或横着)放在水面上时,他发现直尺迅速下沉;当他把尺子平放在水面上时,他发现尺子漂浮在水面上。
当直尺垂直(或侧着)放在水面上时,由于直尺的浮力小于自身重力,直尺下沉;那为什么直尺平放时会浮在水面上呢?根据物体的起伏,物体漂浮时的浮力等于重力。这两者不矛盾吗?问题的症结在哪里?
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放在水面上。棉纸泡水下沉时,观察现象,说明原因。很多同学认为缝衣针浮在水面上是因为液体的表面张力,针能浮在水面上是因为液体的重力、浮力和表面张力的平衡。
所以我们先来了解一下液体的表面张力。
液体的表面张力是多少?
当液面附近的分子从平衡位置向外运动时,外界空气和蒸气分子对它的排斥力很小。并没有起到重要的作用。它只受到内部分子的吸引,所以使其恢复到平衡位置的力没有在液体中的大,这就使得表层分子的振动幅度比液体中的大,一些动能大的分子可能冲出吸力范围,成为蒸气分子,导致分子在表层的分布比在液体中稀疏, 并且分子之间的距离比较大(r >: R0),正是由于液面内部分子分布稀疏,分子间距r >; R0,分子间引力占优势,导致液体表面张力。所以液体表面张力的本质是分子间相互作用的合力,指向液体内部。可以看出,托起硬币的力不可能是液体表面张力。那我们再来看看浮力。
我们先做个实验:
在盛水的烧杯的水面上放一张滤纸,在滤纸上放一枚一角硬币。滤纸浸泡下沉后,发现硬币还漂浮在水面上。注意观察硬币周围你会发现,水面是向下凹陷的,硬币不是浸在水里,而是浮在水面上。可以看出,此时硬币不受浮力影响。使硬币浮在水面上的力和重力的平衡是什么?
从前面的实验现象可以看出,水面向下凹陷变形,从而产生一个与变形方向相反的弹力——支撑力,这就好比把一个物体放在一个膨胀的气球上,气球由于物体的重力而变形(向下凹陷),产生一个垂直的支撑力。正是这种与重力大小相等方向相反的支撑力,使得硬币浮在水面上。(以上实验中浮在水面上的塑料尺和缝衣针是一样的。)
为什么尺子、缝衣针、硬币横放或竖放都会沉底?让我们以硬币为例。横放或竖放时,液面受力面积很小,压力很大,压力效应显著;这就和穿高跟鞋踩在沙子上一样,鞋跟会陷进沙子里,硬币会沉入水中,从而打破水面的弹性变形,让水表对它的支撑不复存在。这时硬币只受浮力和重力的影响,而且由于重力大于浮力,硬币很快就沉入水底。硬币平放时,对水面的压力很小,所以不会出现上述现象,硬币会浮在水面上保持平衡。在自然界中,类似的现象还有很多。有些小昆虫不下水也能跑来跑去或者呆在水面上,也是如此。
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理科作文范文1:为什么树干是圆的?在观察大自然的过程中,我偶然发现树干的形状几乎是圆形的——空圆锥形。为什么树干是圆锥形的?圆锥形树干有什么好处?为了探讨这些问题,我做了更深入的观察和分析。在导师的帮助下,我查阅了相关资料,了解到植物的茎具有支持植物,运输水分和其他营养物质的功能。树的茎主要由维管束组成。茎的支撑作用主要由木质部中的木质纤维承担。木本植物的茎虽然会逐年增粗,但在一定的时间范围内,茎中木质纤维的数量是一定的,即树茎的截面积是一定的。然后,基于树干横截面长成不同形状的假设,我们设计实验来探讨圆锥形树干的原因和优点。通过实验我们发现,当(1)的截面积和长度一定时,三角形柱状物体的垂直支撑力最大,横向承受力最小;圆柱形物体的纵向支撑力不如三角形圆柱形物体,但横向承受力最大;(2)相同质量不同形状的树干,短圆锥形树干承受的风力最大;(3)风是一种自然现象,它影响树的横截面形状和树的高度。近似圆锥形的树干重心较低,庞大的根系与大地相连,所以重心下降较低,稳定性较大;(4)树干横截面为圆形,可以减少损伤,具有更强的机械强度,可以抵御风的袭击。同时,在风的作用下,树干的弯曲程度各地都差不多。无论风从哪个方向吹来,树干的阻力都差不多,树干不容易损坏。以上实验反映了自然规律,自然启示我们:(1)截面为三角形的柱状物体,其竖向支撑力最大,其形状可用于建筑,如角钢;(2)横截面为圆形的圆形物体横向承载力最大,类似的建筑材料随处可见,如电视塔、电线杆等。在我观察、实验、分析的过程中,逐渐解释和揭示了圆锥形树干的奥秘,增长了见识,并将所学知识与实践相结合,既巩固了所学知识,又提高了学习兴趣,初步学会了科学的观察分析方法。范文2:皮鞋为什么越擦越亮?每个星期天,我总是完成妈妈交给我的擦鞋任务。告诉你,这是我一个星期零花钱的来源!拿到沾满灰尘的皮鞋后,我先把鞋面上的灰尘擦掉,然后涂上鞋油,仔细擦拭,皮鞋就会变得光亮漂亮。但这是为什么呢?我找了两双同品牌同款式的新旧皮鞋进行对比观察。我先摸了两双皮鞋的鞋面,发现新皮鞋的表面比旧的光滑很多。旧皮鞋涂鞋油。经过精心打磨,闪闪发亮不少,但还是比不上新皮鞋。皮鞋的光亮和鞋面的光滑度有关系吗?我带了一双没擦亮的旧皮鞋,放大镜下看鞋面凹凸不平。然后,我在皮鞋上圈了两个粗糙的区域A和B。A区涂鞋油仔细擦拭,B区不涂鞋油作为空白对照。我发现A区擦拭后表面明显更光滑,放在阳光下比B区更有光泽。为什么两者会有如此大的差异?我想老师曾经在物理课上说过,剧院的墙面是凹凸不平的,这样可以吸收大部分声音,观众不会受到回声的干扰。同理,光会在任何物体表面反射。如果这个平面不平坦,光会向四面八方散射。如果这个平面是光滑的,那么我们可以看到某个方向的反射光。皮鞋的表面不是绝对光滑的。如果是旧皮鞋,它的表面当然更凹凸不平,不能反射某个方向的光线,所以看起来比较暗淡。鞋油里有一些小颗粒,擦鞋的时候正好可以填充到皮鞋表面的凹坑里。如果再用布擦一遍,使鞋油更均匀,皮鞋表面会变得光滑平整,反光能力也会加强。通过实验,我终于知道了鞋子越来越亮的秘密!范文3:醋对花有什么影响?醋是生活中常见的调味品,而鲜花可以净化生态环境,美化我们的生活。有没有想过醋和花的关系?我们怀着好奇心对这个课题进行了探索。据有丰富种花经验的人介绍,在盆花上涂抹一些醋液,可以改善盆花的生长,增加花朵,花朵鲜艳,叶茂。我们很快在实验中证实了这一点。不同浓度的醋液对花的作用不同吗?这是我们实验的第二阶段。我们选取四盆长势相同的满天星、报春花和月季花,分成四组。每组(三盆)有三种花,分别编号贴标签。同时,我们将食用白醋配制成三种不同浓度的溶液:1% (pH 2~3)、0.01% (pH ≈4)、0.0001% (pH ≈6),每天对三组盆栽花卉喷洒一次醋液,第四组不喷洒。每五天观察并记录花的生长情况。本试验结果如下:喷洒低浓度醋(pH ≈6)对这些花卉无明显影响;喷有中等浓度醋(pH ≈4)的花明显好于其他组,花蕾多,花期早,颜色更丰富,花期更长。喷pH值为2-3的高浓度醋,会使花过早枯萎。通过这个实验,我们可以告诉你,种花的时候适当喷点醋,可以让花长得更好。但是要掌握好醋的浓度,过量的醋酸会害花。