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造船与载重

小学 · 技术与工程 · 虚拟实验 · 4–5 年级

在实验室中打开

这是模拟,不是实验。下面的画面用来帮你想明白原理;真正学科学要动手做 —— 本页附有「真实实验怎么做」,照着做一遍才算学会。

知识点 · 要点

  • 船受到的浮力 = 它挤开的水的重量(阿基米德原理):挤开多少水,就能托起多重的船。
  • 水的密度是 1 克/立方厘米,所以排水体积是多少立方厘米,就能托起多少克——这两个数刚好一样大。
  • 船的载重极限,取决于它最多能挤开多少水:底面积 × 船舷高。底越大、舷越高,能装的越多。
  • 自检:加硬币时排水体积必须等于总重;水一旦漫过船舷(吃水超过船舷高)必须判定为沉没,不能还浮着。

真实实验怎么做

安全提示:水盆放在桌子中间,别放桌沿;硬币用完收好别撒地上;地上溅了水要马上用抹布擦干,防止滑倒。
  1. 器材:铝箔(或硬卡纸)、水盆、硬币、抹布。
  2. 先把铝箔捏成一个实心的小球,放进水里——它会沉下去。
  3. 再把铝箔摊开,折成一个小船(四周立起边),放进水里——现在它浮起来了。
  4. 一枚一枚往船里放硬币,数一数几枚时水会漫进船里。
  5. 把船的底折得更宽一些,再做一次,看看能多装几枚。

拓展延伸

  • 潜水艇靠往水舱里灌水或排水来改变自重:灌水就变重下沉、打气排水就变轻上浮——排水体积几乎没变,变的是重量。
  • 载重线(吃水线)是画在船身上的一道环线:装货装到这条线就不能再装了,再装水就会漫过船舷。
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