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【饮水机原理】魔力科学小实验,瓶口朝下却有水倒不出,原来是这个原理

每天用3分钟和孩子们一起做科学实验,激发孩子们的好奇心

文:科学牛奶爸爸|视频:科学牛奶爸爸

BGM:Summer(下沙市赵)

小朋友和大朋友们,大家好!又到了今天的[科学大发现]时间了。我们的口号是“小实验大科学”。

现在,你们准备好和我一起探索神秘的科学世界了吗?下面,大家变身科学小侦探,开启今天的科考任务吧!

领取任务卡

【今日任务】探索宠物自动喂水器的科学原理。

【方法途径】发现身边有趣的科学现象,提出假设,并通过实验及借助已有的知识积累进行推理分析,找到现象背后的原因。

【课程目标】保护孩子与生俱来的好奇心,激发学习兴趣,培养其发现问题、分析问题、解决问题的能力,并依据原理发明创造更多实用的产品,使其从小具备理性分析推理能力及创造力。

研究对象

这就是我们今天要研究的宠物自动喂水机。那么大一桶水倒扣在水槽上,桶里的水不会全部流出来吗?如果不会,又是如何让宠物喝多少水给多少水呢?下面,我们通过实验来发现其中的奥秘吧。

图片源于网络,版权归原作者所有

实验所需材料

瓶装水1瓶、水杯1个

实验操作步骤

1.将水瓶装满水,并确保水瓶中的水量大于接水的水杯容量。

2.将水杯平放在桌面上。

3.开始往水杯中迅速倒入水,并将瓶口处于杯口稍微往下一点的位置。

4.观察瓶中的水量及流动情况。

观察实验现象

通过实验,我们发现,眼看水杯里的水要溢出来的那一刻,瓶子里的水突然不再流出,而是保持静止。

结论原理分析

物体要保持静止不动或平衡状态,必定是受力平衡。所以我们只需从力的平衡的角度来分析。瓶子里的水受到两个力,一个是自身重力,另外一个是瓶底内部区域的空气压力,且这两个力都是竖直向下的,形成一个向下的合力(F1)。由于水不再流动,所以必然有一个与该合力大小相等方向相反的其他的力(F2)。

在此前的实验课中我们曾经讲过,地表上的任何物体,每时每刻都处在大气层中,并受到大气压力。水杯中的水也受大气压力,且该力竖直向下,并且不断将杯中的水往瓶子内部挤压,从而给瓶子里的水一个向上的力。正是因为这个力,才使得水瓶中的水不再流出。因此,我们可以得出结论,F1=F2,并且F1和F2的方向相反。

小朋友们,现在你能回答自动喂水器为什么不会流出多余的水,并且宠物喝多少水就流出多少水了吗?依据该原理,你还能设计出更多有趣实用的小发明小制作吗?欢迎秀出你的发明作品哦!

实验知识总结

本次实验涉及的知识点主要包括:大气压、重力、力的方向、力的大小。具体可查阅更多参考书籍哦。

安全注意事项

确保瓶中水量大于盛水水杯的容量。实验过程需大人全程陪伴,不能让孩子单独操作,确保安全。

免责申明:科学实验含一定的操作风险,请家长陪同孩子严格按照实验步骤操作并仔细留意本实验注意事项,实验过程中发生的任何安全事故,与魔力科学小实验公众号无关。

今日互动

如果瓶口的位置高于水杯口的位置,会发生什么现象?为什么?文章底部留言探讨吧

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