我们科学课三年级下册第五单元《沉和浮》中,有一个活动是“马铃薯在水中是沉还是浮”。在活动中,我们配制了一烧杯浓盐水,马铃薯真的在盐水中浮起来了,证实了我们当初的推测(马铃薯上浮的那个水槽中的液体可能是盐水)。由于课堂时间比较紧,我们把浮有马铃薯的烧杯放在一旁,接着进行下一个活动。下课后,我们就离开了实验室。第二天,我们到实验室收拾实验物品时,惊奇地发现原来浮在盐水中的马铃薯竟然全部沉到了水底,这是怎么回事呢?
“马铃薯在盐水中为什么先浮后沉呢?”带着这个问题,我们去请教科学课的李老师。李老师听后笑了笑,并跟着我们一起来到实验室。看到这个现象后,老师和我们展开了对话:
老师:马铃薯全沉到杯底,你们分析是怎么回事?你们知道改变物体在水中沉浮的方法有哪些?
我们:1.改变物体的重量;2.改变物体的体积;3.改变液体的比重。
老师:马铃薯在盐水中的沉浮情况改变了,那你们分析一下可能属于哪种情况呢?
我们:1.盐水放在那儿一直没有人动过,液体的比重没有改变,就算水分蒸发一点,也只能增加液体的比重,因此第三种因素可以排除;2.马铃薯也一直放在那儿没人动过,所以马铃薯的体积也不应该会改变;3.那是不是马铃薯的重量变得重了而下沉呢?
老师:你们分析得有道理,究竟是不是这样呢,能不能设计实验证实你们的想法?
于是,我们开始实验研究:是不是马铃薯的重量变重了而下沉呢?
一、设计实验
1.实验材料:马铃薯一个(切成6份,并编上号)、盐、水、烧杯、竹筷、天平、砝码。
2.实验过程:
(1)用天平分别称取6份马铃薯块放入盐水前的重量;
(2)配制一杯浓盐水;
(3)将6份马铃薯块放入浓盐水中,观察马铃薯在盐水中的沉浮情况;
(4)让马铃薯块在盐水中浸泡2天左右,发现马铃薯块沉入水底后将马铃薯块捞出,擦干,并分别用天平称出它们的重量。
二、进行实验,并将实验结果填入下表
编号马铃薯放入盐水前的重量(克)在盐水中的沉浮情况马铃薯放入盐水中浸泡2天后的重量(克)在盐水中的浮沉情况13.4↑2.8↓25.4↑4.4↓37.0↑5.4↓46.6↑5.2↓511.0↑8.6↓69.1↑7.4↓
三、分析并得出结论
马铃薯在盐水中的重量减轻,反而沉入了水底。实验与我们的推测正好相反,证明了我们的分析推测是不对的。
这个结果把我们弄得有点摸不着头脑,究竟是什么原因让马铃薯下沉的呢?就在我们几个人感到迷惑时,负责擦干马铃薯的胡家曦同学说:“我在擦干马铃薯的时候发现马铃薯变得软软的。”这句话引起我们对浸泡过的马铃薯进行重新观察,我们发现马铃薯原来光滑的切面变得有点凹瘪,表面变得皱巴巴的,整个马铃薯似乎变小了。是不是马铃薯的体积发生了变化呢?我们决定推翻原来“马铃薯也一直放在那儿没人动过,所以马铃薯的体积也不应该会改变”的分析,对马铃薯的体积是否发生变化进行研究。可是怎么测量马铃薯的体积呢?在科学老师的指导下,我们学会了使用量筒测量形状不规则的马铃薯的体积。
下面是我们对马铃薯在盐水中体积是否发生变化进行研究的过程:
一、设计实验
1.实验材料:马铃薯一个(切成6份,并编上号)、盐、水、烧杯、竹筷、量筒100ml。
2.实验过程:
(1)用量筒分别量出6份马铃薯块放入盐水前的体积;
(2)配制一杯浓盐水;
(3)将6份马铃薯块放入浓盐水中,观察马铃薯在盐水中的沉浮情况;
(4)让马铃薯块在盐水中浸泡1天左右,发现马铃薯块沉入水底后将马铃薯块捞出,擦干,并分别用量筒量出它们的体积。
二、进行实验,并将实验结果填入下表
编号马铃薯放入盐水前的体积(ml)在盐水中的沉浮情况马铃薯放入盐水中浸泡1天后的体积(ml)在盐水中的浮沉情况16↑4↓24↑2.7↓37↑5↓42↑1.5↓55↑3.5↓61.5↑1↓
三、分析并得出结论
因为马铃薯在盐水中的体积减小,所以沉入了水底。
“马铃薯体积减小,可是重量也减轻了,这不是相互抵消了吗?为什么马铃薯还是下沉呢?”正当我们以为研究出了结果而暗暗高兴时,苏霞同学提出了质问。是啊,这是怎么回事呢?我们百思不得其解时,李老师提醒了我们:“同学们仔细分析一下实验一和实验二中的数据,一定会从中找到答案的。”于是,我们对实验一和实验二中的数据进行分析发现:马铃薯在盐水中的重量只减少了约五分之一,而体积却少了约三分之一,也就是说马铃薯在盐水中体积减少得多而重量减少得少,相对来说马铃薯的重量就增加了,所以马铃薯在盐水中就会慢慢下沉。为什么会出现这种现象呢?肯定都是盐水作的怪。我们联想到平时工厂加工榨菜时的现象,当新鲜的榨菜放到盐水里腌制时,榨菜就变咸了;吃的时候总要把榨菜切开放到清水中泡一泡,咸榨菜就变淡了,这个现象让我们作出推测并展开新的实验:
一、设计实验
1.实验材料:烧杯、少量清水、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴、前一实验用过的马铃薯块。
2.实验过程:
(1)将前一实验用过的马铃薯块切碎放入盛有少量清水的烧杯中浸泡1天左右;
(2)将马铃薯取出,用酒精灯对烧杯里的水进行加热,使水蒸发完。
二、实验结果
烧杯里的水蒸发完了后,烧杯底部出现了少量盐的结晶。
烧杯底部出现了少量盐的结晶是从哪儿来的?
由此,我们产生了一个新问题——
经过分析讨论,我们得出结论:马铃薯浸泡在浓盐水中时,盐水跑到了马铃薯里面,使体积变小,而且重量也变轻,只是变轻的程度没有体积变小的程度大,所以马铃薯变重沉到了盐水里;再把马铃薯浸泡在清水中时,马铃薯中的盐又跑到清水中,所以把水蒸发后,盐就结了出来。
这就是我们的研究,朋友,你明白了马铃薯在盐水中先浮后沉的道理了吗?