【初中物理實驗】：笛卡爾沉子

取一只容積為800毫升左右的無色大口玻璃瓶A，內(nèi)盛4/5容積的清水。另取一只直徑約為1.5厘米的無色薄壁小玻璃瓶出，瓶子高度最好在8厘米左右。也裝入1/3容積的清水。用大拇指撤出瓶B，開口朝下浸入A瓶水中。再取一塊厚度在0.5—1.0毫米的橡皮薄模，覆蓋住A瓶口，并用細(xì)線扎緊。

勿使漏氣，如圖1—42(a)所示。這時我們可觀察到：B瓶浮在水面上;當(dāng)用手指向下壓橡皮薄膜時。B瓶自動沉到水底，如圖l—42(b)所示;一旦松開手指，B瓶又浮到水面上來了。我們稱B瓶為“笛卡爾浮沉子”。

B瓶何以能自動浮沉呢?其原因是，當(dāng)我們用手指壓橡皮薄膜時。由于A瓶內(nèi)空氣體積縮小，溫度不變，則空氣壓強必然增加，亦就使A瓶中水的靜壓強變大，通過傳遞，引起B(yǎng)瓶內(nèi)水增加。“瓶上部空氣道壓縮，滿足B瓶的重力大于其所受浮力的條件，于是B順便下沉。一旦松開壓橡皮薄膜的手指，A瓶恢復(fù)原容積。水中靜壓強也恢復(fù)原來大小，通過傳遞，使B瓶內(nèi)水面也降低。上部空氣容積復(fù)原，滿足B瓶的重力小于其所受浮力的條件。于是B瓶又上浮。

實驗成功的關(guān)鍵在于:(1)B瓶內(nèi)的水的多寡要以B瓶底部剛浮出水面為宜;(2)橡皮膜須扎緊。不致漏氣。

倘若我們將上述A瓶改作無色薄壁塑料瓶C。并在其內(nèi)注滿清水，讓B瓶也倒覆地浸入水中，并使B瓶浮于C瓶口中。并用蓋子將C瓶蓋緊。如圖1—43(a)所示。然后用手捏C瓶，也可發(fā)現(xiàn)B版下沉到C瓶底：一旦松開手，B瓶又會上浮，如圖1—43(b)所示，也能實現(xiàn)“笛卡爾浮沉子”實驗。

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