【摘 要】小学三年级科学教科书上册，第四单元第六课《空气有重量吗》，有一个利用气球和自制天平，证明空气有重量的实验。经实际操作发现效果不明显，有时还会失败。我通过多次进行实验探讨，感觉采用篮球、代替气球效果明显，自制天平用铁钉代替大头钉，并使与铁钉连接处孔洞稍大于铁钉直径，使其能够自由转动，减小了阻力，使实验更明显。
　　【关键词】改进 空气有重量 实验 方案
　　小学三年级教科版教科书上册，第四单元第六课《空气有重量吗》，有一个利用气球和自制天平，来证明空气有重量的实验。我经过多次实验操作发现，该实验效果不但不明显，而且常常失败，有时甚至得到充气后的气球“变轻了”的相反结果。因此，我对该实验出现的问题进行如下分析和求证。
　　一、提出问题
　　我首先按照教材的叙述，自己制作了一个简易天平，并按照要求先将自制的天平调平后，天平的两端分别悬挂同质量的未充气气球，这时，天平仍然保持平衡；然后，将左端的气球充足了气，用细线扎牢气球嘴，再悬挂到原位置，结果发现充足气的气球那一端有时不明显下沉，有时不但没有下沉，反而高高浮起。无论将自制的天平自做得多么灵敏，都会有同样的现象发生，这是为什么呢？
　　二、透过现象分析问题
　　我通过研究，发现这个现象与空气的浮力有关，我们知道，重量的方向是竖直向下的，而空气浮力的方向是竖直向上的。
　　根据浮力公式：F浮力=ρ空Vg上式中F浮力为浮力，ρ空为空气的密度，V为进入空气中物体的体积，g为重力加速度。
　　根据该公式可得：物体在空气中所受到的浮力除正比于空气密度外，还正比于进入空气中的物体体积，因为在同一位置，空气密度相同，所以，进入空气中物体的体积越大，受空气的浮力越大。由于未充入空气气球的重量很小，体积也很小，因此排开空气体积也很小，在空气中受到的浮力也就较小；当将其充足空气后，它的体积将膨胀原来的很多倍，排开空气的体积也比原来大出很多倍，在空气中的浮力较大，充入空气的重量不足以抵消气球所增加的空气浮力，这是导致实验现象不明显或导致实验失败的主要原因。
　　由此可见，充入空气后的气球重量可能表现不明显或反而比原先变轻了的现象，其实并不能说明空气没有重量，而是因为充气前气球重量大于气球受到的空气浮力，而充入空气后，虽然气球和空气的重量之和比原来增大了，但是气球受到空气的浮力也增大了，气球和空气的重量之和略大于或小于充气后气球所受到的空气的浮力，所以，我们看到了空气没有重量这个错误现象。
　　其实，我们还可以做一个有趣的实验，取一个没充气的气球，由于它有重力，将它仍到空中，它会落回地面，如果将气球内充满氢气，只要将它放在地面，它就会向上漂浮，这并不说明氢气没有重量。
　　三、改进实验
　　根据分析，我初步设想，如果找到一个物体，内部既能够充入空气，外部体积在充入空气的前后相差较少，就能够获得满意的效果。于是，我首先找来了两个同样的皮球，发现同样的皮球由于内部含有部分空气，再加上所用材料重量也很难保证完全相同。另外，由于自制的天平是由图钉等材料连接的，明显无法满足支撑皮球的重量。
　　后来，我找来了一块小木板条，两端和中间各钻个小孔，用结实的细线一端穿过中间小孔系牢，另一端用手提，另外再分别用两个细绳一端穿过边孔系牢，另一端系一个夹子，这样一个简易的天平就制作完成了。我还找来了两个塑料袋和一些小石子，首先将内含少量空气的皮球用塑料袋装好，并将它挂在天平的左侧，天平的右侧挂盛放石子的塑料袋，并通过添加或取出石子的方法使天平平衡。然后将皮球从塑料袋中取出，用打气筒充满空气，再放到塑料袋内，挂回原来位置，发现充满空气的皮球明显下沉了，效果非常明显。
　　为了演示效果更明显，我试着找来了篮球代替皮球，另一侧仍然用小石子配重，发现效果更加明显。后来，我将该实验用于实际教学，结果获得了成功。
　　四、结论与建议
　　在科学教科版小学三年级上册教科书，第四单元第六课《空气有重量吗》，用气球做空气有重量的实验不易成功的主要原因是：气球充入空气后，体积比原先膨胀了很多倍，此时空气浮力大于等于气球和空气的重量，从而导致实验不明显或失败。如果采用皮球、篮球等体积变化较小的球来代替气球，就可以较好地完成这个实验。以上建议仅供大家参考。