巧用鸡蛋的物理实验

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  一、惯性实验
  
  二、浮力实验
  
  如图2 所示,鸡蛋放在清水中会沉入水底; 若放入事先配好的盐水中,鸡蛋会浮在水面;如果配制合适的盐水,鸡蛋会悬浮在水中。也可以用鸡蛋制作浮沉子。把鸡蛋放入清水中,用长颈漏斗将少量浓度较高的盐酸注入容器底部,蛋壳中的碳酸盐与酸反应生成二氧化碳,二氧化碳附着在蛋壳上,鸡蛋所受的浮力增大,鸡蛋上浮;上浮后气体放出,浮力减小,鸡蛋下沉,如此反复。这类实验是利用鸡蛋的密度与水接近的特性。经测量新鲜鸡蛋的密度在1.108 ×103 kg/m3 ~1.109 ×103 kg/m3 之间,因此用鸡蛋较容易做这类实验。
  
  三、瓶吞蛋实验
  
  瓶吞蛋是一个说明大气压存在的生动实验。如图3 所示,找一个瓶口比鸡蛋略小的玻璃瓶,点燃蘸了酒精的棉花,投入瓶中,把剥了壳的熟鸡蛋封在瓶口,瓶内的火熄灭,温度降低,气压减小,由于瓶内外的压强差把鸡蛋压入瓶中。如果使瓶倒置,并对玻璃瓶进行加热,可以使吞入瓶内的蛋再吐出来。有人用气球代替鸡蛋来做该实验,虽然比较经济,但由于气球本身是软的,就缺少必要的悬念。
  
  
  四、瓦碎蛋全
  
  瓦碎蛋全是一个精彩的演示实验,能有效地提高同学们学习物理的兴趣。在桌子上摊一块海绵,在海绵上放4 个鸡蛋,在鸡蛋上再放一块海绵,海绵上放一块木板,在木板上摞三四块砖,再在砖上放一块瓦片。用锤子猛地敲击瓦片,瓦片被击碎,而下面的鸡蛋却安然无恙。这个实验与杂技中的肚上砸石、头顶开砖等有异曲同工之处。由于锤子与瓦片的接触时间较短、面积较小,破坏力主要集中在瓦片上,而向下传递后鸡蛋受力时间较长、面积较大,所以失去破坏性。
  
  五、鸡蛋砸墙
  
  鸡蛋那么脆弱,平时需要细心保护才不破。用鸡蛋去砸用布做的墙能行吗? 演示时让两名学生拉住布的四角,让其他的学生拿鸡蛋用力向墙上砸。由于鸡蛋的特殊结构,布与鸡蛋的接触面积较大,又加上布是悬着的,蛋与布的接触时间被拉长,所以鸡蛋不会破。在实验时,学生开始不敢用力,怕鸡蛋被扔烂。当他们发现用全力扔而鸡蛋仍不破时,都感到不可思议。在演示时,布的下面两个角要向上提起,形成一个皱折,防止鸡蛋从布上落到地
  上而摔碎。
  
  六、握鸡蛋
  
  握鸡蛋是我们熟悉的一个有关鸡蛋的话题。用力握鸡蛋,只要用力均匀,一般很难把鸡蛋握烂。但是刚出生的小鸡却不费力地破壳而出,原因是什么呢? 除了由于小鸡的嘴较尖,与蛋壳的接触面小之外,还在于蛋壳的弧形结构。通过定量实验很容易发现,同样厚度的蛋壳,从蛋壳的外面和里面来砸蛋壳,两者所能承受的力明显不同。
  
  七、立鸡蛋
  
  我们都知道哥伦布立鸡蛋的故事。那能不能把完整的鸡蛋立在桌面上呢? 在我国的某些地方有一个立鸡蛋的传统,据说在立春时节谁能把鸡蛋立起来,谁在这一年将幸福、平安。按照物理学的观点,只要鸡蛋的重心通过鸡蛋与桌面的接触面,鸡蛋将会处于平衡,只不过这种平衡属于不稳平衡。若用放大镜观看蛋壳,会发现蛋壳并不是完美的曲线,而是凸凹不平的。通过测量,鸡蛋的凸点之间的距离约为0.15~0.18mm ,只要有足够的耐心,不管鸡蛋是生的还是熟的,也不管鸡蛋的大头或者小头在下面,你都可以把鸡蛋立起来。
  如果把鸡蛋放在水中,你会发现鸡蛋一般总是大头在上面,不论你怎样放置,松手后总是一样。这是为什么? 这也是平衡问题,在水中除了重力外,鸡蛋还受到浮力。与重力有一作用点重心一样,浮力也有一作用点称为浮心,当浮心高于重心时,鸡蛋处于稳定平衡。由于鸡蛋的气泡一般在大头处,所以大头一般在上面。
  
  八、 生熟鸡蛋的鉴定
  
  鉴定生熟鸡蛋,通常的办法是用手拨动鸡蛋,使鸡蛋在桌面上旋转。旋转较快的是熟的,旋转较慢且不稳定的,则为生的。同样,当鸡蛋旋转起来以后,用手按一下鸡蛋也可做出鉴定。静止的为熟鸡蛋,如果放手后仍继续转动的为生鸡蛋。
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