展品尺寸:约3×1.8×2米(宽×深×高)
知识点:
密度是物质的特性之一,每种物质都有一定的密度,不同物质的密度一般是不同。一般来说,不论什么物质,也不管它处于什么状态,随着温度、压力的变化,密度也会发生相应的变化。
参与方式:
机电互动,共5个互动模块。
(1)分分合合
展台上设置装有两种无色透明、密度不同的液体瓶子,在两种液体的交界面上悬浮着两种密度不同的浮块。上下晃动瓶子,原本在液体中间悬浮的浮块,一个向上浮到液体表面,一个向下沉到液体底部;再静置一会,浮块又会回到瓶子中间,呈现悬浮的状态。
(2)双向浮沉子
展台上设置密闭的水箱、多个密度不同的浮沉子、压力调节器(注射器)。观众通过挤压、提拉压力调节器(注射器),控制浮沉子的沉浮。当水箱压力增强时,浮沉子内的空气柱受压后压缩、体积减小,浮沉子密度增加而下沉;当水箱压力减小时,浮沉子内的空气柱失压后膨胀、体积增大,浮沉子密度减小而上升。控制好压力的变化,可以做到密度不同的浮沉子依次上升或者下降。
(3)气泡沉船
展台上设置水箱、气泡发生装置、小船。观众按下通气按钮后,气泡发生装置会向水箱内释放大量的气泡,水箱上部漂浮的小船会随之沉入水底。当水中混合了大量空气后,变成了水-空气的混合液,混合液体的密度小于小船的密度,小船获得浮力减小,便沉入水底了。
(4)热气球称重
展台上设置热气球、热源(白炽灯)、电子秤。观众通过按钮点亮灯泡,灯泡会加热周围的空气,根据热胀冷缩原理,空气会从热气球中被排出,使得热球整体的质量减轻,通过电子秤上显示的重量变化,得到热气球内部的空气,随着温度的升高空气密度减小,从而使得热气球上浮。
(5)真假皇冠
展台上设置两个透明水池、天平。天平两端分别悬挂两个皇冠。观众观察天平,发现两个皇冠一样重。转动手轮,使皇冠完全浸入水中,发现此时天平不再平衡,且水池中的水上升高度也不一样。
设计和工艺要求:
分分合合:由支架、弹簧、瓶子、两种不相容的液体以及两个密度不同的浮子组成。两种液体选择合理,彼此不相容并且密度不相等,对光线的折射率近似,确保实现上下分层的同时肉眼观察基本无法分辨其分界线。密度瓶内2种密度不同的小球,经过精密计算出体积与质量,再经数控精加工保证质量。
双向浮沉子:由密封的水箱、压力调节装置、水、浮沉子、皮塞等组成。水箱透明,坚固耐用,密封设计合理,有方便换水的设计。压力调节装置设计合理,可以精确调节水箱内的压力,且稳固耐用。
气泡沉船:展品由水箱、小船模型、气泡发生装置、按钮以及水组成。小船在正常状态下确保船身上半部分处于出水状态。气泡发生装置产生的气泡细密,保证沉船效果显著。
热气球称重:由灵敏电子秤、热气球、灯泡、以及按钮组成。从观众按下按钮到热气球开始上升等待时间不超过15秒。灯泡功率与位置设计合理,不会导致观众眼睛不适。有合适的防护装置,不会烫伤观众。
真假皇冠:由亚克力透明水池、天平、皇冠、手轮组成。天平灵敏,不易损坏,且有调校设计。皇冠为金属材质,表面镀金,不因经常浸入水中而导致变色。
其他要求:
真假皇冠须配备教育活动道具“金块”、“皇冠1”、“皇冠2”、“皇冠3”。皇冠1、2、3三者外形一致、质量完全相等。“皇冠1”与“金块”体积完全一致;“皇冠2”设置可拆装杂质模块,体积大于“金块”体积;“皇冠3”设置隐蔽气室结构,可与外界联通和封闭,体积大于“金块”体积。