0140202水的奇妙現象

01連通管

 

1.水會怎麼移動?

液態的水會流動,你知道水可以怎麼移動呢?

水會從高處往低處流動,也會在物品的細縫中移動。

我知道水會由高處往低處流動。

水龍頭的水往下流動

倒水時水往下流入杯中

水在抹布的細縫中移動

水彩在畫紙上暈開

 

2.水平面

倒水時水會從高處往低處流,你還可以觀察到什麼現象呢?

倒水時,可以發現壺身的水面比壺嘴高、如果沒有持續提高壺身就無法把水倒完等……。

要怎麼倒出水壺裡的水呢?

持續提高壺身。

倒水時,需要讓壺身傾斜,讓水從壺嘴流出。

我發現水壺裡面的水會保持一個平面。

水杯裡面的水也會保持一個平面。

觀察圖片中倒水的情境,試著提出自己的疑問。

怎麼樣可以把水壺的水倒完呢?

為什麼壺嘴通常做得比壺身高呢?

可透過觀察、蒐集資料、討論,或進行實驗操作等方式,來驗證想法或解決疑問。

靜止的水面就是水平面,試試看,在容器裡面裝水,再將其中一端墊高,觀察靜止時水面是否會保持平面?

容器平放時,水面看起來是一個平面。

容器一端墊高時,水會流動,等水靜止時,水面還會是平面嗎?

想想看,還有什麼方法可以證明,不管容器怎麼擺放,靜止時水面都會保持平面?

可以利用寶特瓶裝水的水面與容器水面重疊、或利用寶特瓶裝水後的水面設置基準線,利用基準線檢查容器內的水面為水平面。

觀察水平面

在寶特瓶中裝入約一半的水,將棉線一端固定在桌子側邊,拉直棉線對齊寶特瓶的水平面後,再固定另一端,當作基準線。

改變寶特瓶的擺放方向,將水面對齊基準線,觀察靜止後的水面能否和基準線重疊。

改變寶特瓶中的水量,重複步驟,觀察靜止後的水面能否和基準線重疊。

  • 改變寶特瓶的擺放方向,靜止後的水面能和基準線重疊嗎?能
  • 改變寶特瓶中的水量,靜止後的水面能和基準線重疊嗎?能
  • 根據操作結果,靜止的水面都會保持平面嗎?為什麼?

會。靜止的水面就是水平面,水平面互相平行或重疊。

容器中的水從流動到恢復靜止,水面會回復平面。

 

3.連通管原理

將塑膠管裝水,任意改變一端的高度,觀察兩邊的水位有什麼不同?

水會從高處流向低處,兩端水位一樣高時,水會停止流動。

裝水的塑膠管也是一種容器。

塑膠管兩邊的水面也會對齊同一個水平面嗎?

如果在塑膠管兩邊連接容器,結果也會相同嗎?

我想用注射筒試試看!

 

自製連通管

準備兩個25毫升的注射筒,用透明塑膠管連接兩個注射筒。

將水倒入注射筒,待水面靜止時,觀察兩邊注射筒的水位刻度。再利用「觀察水平面」實驗中的基準線,檢查兩邊注射筒內的水面是不是在同一個水平面。

改變一邊注射筒的高度,觀察水位變化的情形,再檢查兩邊注射筒內的水面是不是在同一個水平面。

將其中一個注射筒更換成不同大小的注射筒後,重複步驟、。

①步驟中,改變一個注射筒的高度時,兩邊的水位會如何變化?為什麼兩邊的水位會改變呢?

注射筒提高的那一邊,水位下降;注射筒較低的那一端水位上升。兩端水面一樣高時,水會停止流動。

兩端水位不相同,水會從水位高的地方流向水位低的地方。

②步驟中,更換不同大小的注射筒後,改變其中一個注射筒的高度,兩邊的水位會如何變化?為什麼兩邊的水位會改變呢?

注射筒提高的那一端,水位下降;注射筒較低的那一端水位上升。兩端水面一樣高時,水會停止流動。

兩端水位不相同,水會從水位高的地方流向水位低的地方。

水流相連通的容器裝水後,水會由高處往低處流動,直到容器中的水面為同一個水平面時,水就會停止流動,這就是連通管原理。

 

4.連通管應用

把水倒進相連通的容器裡,讓水面高於連通部位,當水靜止時,因為連通管原理,所以水面高度都會相同。

想一想,茶壺的壺身與壺嘴相通,也是一種連通管應用嗎?

茶壺的壺身與壺嘴相通,兩邊的水位高度相同。

想一想,生活中還有哪些事物應用了連通管原理呢?

熱水瓶的觀水視窗、簡易水平儀(水管裝水),以及設置在高處的自來水廠,水能從管線流到和自來水廠相同高度的用戶家裡等。

熱水瓶的內部與觀看水位的視窗相通,可以知道瓶內的水位。

利用塑膠管兩邊的水平面,可以確認海報水平的張貼在布告欄上。

 

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