小学科学实验手工制作教程
自制简易太阳能热水器
(一)实验材料
材料 | 数量 | 说明 |
---|---|---|
空易拉罐 | 1 个 | 清洗干净,去掉顶部 |
透明塑料片 | 1 块 | 大小能覆盖易拉罐口 |
铝箔纸 | 适量 | 用于反射热量 |
黑色记号笔 | 1 支 | 标记温度计位置 |
温度计 | 1 支 | 测量水温 |
泡沫板 | 1 块 | 固定易拉罐 |
胶带 | 若干 | 固定部件 |
水 | 适量 | 注入易拉罐 |
(二)制作步骤
- 准备易拉罐:将空易拉罐顶部去掉,用清水冲洗干净,确保内部无残留液体,在易拉罐的外侧用黑色记号笔标记出温度计插入的位置,方便后续安装。
- 处理塑料片:把透明塑料片裁剪成比易拉罐口略大的形状,以便能够紧密地覆盖在易拉罐上,塑料片将作为太阳能热水器的盖子,起到保温和减少热量散失的作用。
- 包裹铝箔纸:将铝箔纸揉成团后展开,贴在易拉罐的外表面,铝箔纸能够有效地反射太阳光,将更多的热量聚集到易拉罐内,提高水温,注意尽量使铝箔纸贴合紧密,避免有过多的褶皱和缝隙。
- 安装温度计:在标记好的位置上,用胶带将温度计固定在易拉罐的外侧,确保温度计的探头能够插入易拉罐内部的水中,以便准确测量水温。
- 组装热水器:将处理好的易拉罐放置在泡沫板上,用胶带固定住,防止易拉罐在实验过程中倾倒,将塑料片盖在易拉罐口上,用胶带密封好边缘,尽量减少热量从顶部散失。
- 注入水:在易拉罐中注入适量的水,水位不宜过高,以免在加热过程中水溢出,注入易拉罐容量三分之二左右的水较为合适。
(三)实验原理
太阳能热水器主要是利用太阳能转化为热能,将水加热,铝箔纸能够反射太阳光,使更多的太阳光照射在易拉罐上,易拉罐内的水吸收太阳光的热量后温度升高,黑色表面更容易吸收热量,所以用黑色记号笔标记温度计位置,同时也有助于易拉罐吸收热量,透明塑料片可以减少热量向上散失,起到保温作用。
(四)实验现象与结论
将制作好的太阳能热水器放置在阳光充足的地方,每隔一段时间观察并记录温度计的读数,随着时间的推移,会发现水温逐渐升高,这说明太阳能被有效地转化为热能,使水的温度上升,通过这个实验,可以直观地了解太阳能的利用以及能量转化的原理。
自制指南针
(一)实验材料
材料 | 数量 | 说明 |
---|---|---|
缝衣针 | 1 根 | 需要磁化 |
小磁针(或磁铁) | 1 块 | 用于磁化缝衣针 |
一碗水 | 1 碗 | 普通清水即可 |
轻薄小纸片 | 1 张 | 能承载缝衣针漂浮在水面 |
剪刀 | 1 把 | 修剪纸片形状 |
(二)制作步骤
- 磁化缝衣针:用磁铁的一个极在缝衣针上沿着同一方向摩擦数十次,使缝衣针磁化,这一步是让原本没有磁性的缝衣针获得磁性,从而能够指示南北方向,摩擦时要注意力度适中,且方向保持一致,以确保缝衣针能够被有效磁化。
- 准备纸片:将轻薄的小纸片剪成合适的形状,一般可以是圆形或方形,大小要能够轻松地将磁化后的缝衣针放在上面,并且能够漂浮在水面上,纸片的作用是承载缝衣针,使其能够水平放置在水面上,减少外界因素对缝衣针的干扰。
- 放置缝衣针:把磁化好的缝衣针轻轻地放在纸片上,确保缝衣针能够平稳地躺在纸片上,不会滚动或掉落,然后将带有缝衣针的纸片小心翼翼地放在水面上,让纸片漂浮在水面,缝衣针也随之漂浮,缝衣针会在水面上自由转动,最后静止时,一端指向南方,另一端指向北方,这就是指南针的基本原理。
(三)实验原理
地球是一个大磁体,周围存在着磁场,磁化后的缝衣针相当于一个小磁针,在地球磁场的作用下,会受到磁力的作用,其南极(S 极)会被地球磁场的北极(N 极)吸引,北极(N 极)会被地球磁场的南极(S 极)吸引,从而指示出南北方向。
(四)实验现象与结论
当把带有磁化缝衣针的纸片放在水面上后,缝衣针会在水面上不停地转动,最终静止时,一端指向南方,一端指向北方,通过这个实验,可以清楚地看到缝衣针在地球磁场的作用下指示方向的现象,从而理解指南针的工作原理,即利用磁针在磁场中的指向性来指示方向。
自制彩虹糖实验
(一)实验材料
材料 | 数量 | 说明 |
---|---|---|
白砂糖 | 200 克 | 普通食用白砂糖 |
水 | 50 毫升 | 用于溶解砂糖 |
白糖 | 150 克 | 与白砂糖搭配制作糖浆 |
食用色素 | 5 - 6 滴 | 多种颜色,如红、橙、黄、绿、蓝、紫 |
平底锅 | 1 个 | 煮糖浆用 |
汤勺 | 1 个 | 搅拌糖浆 |
模具(如硅胶模具、金属托盘等) | 1 个 | 成型彩虹糖 |
筷子或牙签 | 1 双 | 搅拌和辅助操作 |
(二)制作步骤
- 制作糖浆:将白砂糖和水倒入平底锅中,用小火慢慢加热,用汤勺不断搅拌,使砂糖充分溶解在水中,形成均匀的糖浆,注意火候要小,避免糖浆烧焦,随着温度的升高,糖浆会逐渐变得浓稠,继续搅拌,直到糖浆达到合适的浓度,大约需要 10 - 15 分钟,判断糖浆浓度的方法是,当用筷子蘸取糖浆后,滴下的糖浆能够在空气中迅速凝固,但还具有一定的流动性,此时糖浆的浓度较为合适。
- 分装糖浆:将熬好的糖浆分成若干份,放入不同的容器中,每份糖浆的量可以根据想要制作的彩虹糖颜色的多少来确定,每种颜色对应一份糖浆,在每份糖浆中分别加入不同颜色的食用色素,用筷子或牙签充分搅拌均匀,使色素与糖浆完全融合,形成彩色的糖浆,注意加入色素时要少量多次,以免颜色过深。
- 制作彩虹糖:将调好色的糖浆依次缓慢地倒入模具中,可以先倒入一种颜色的糖浆,待其稍微凝固后,再倒入另一种颜色的糖浆,依次类推,直到所有颜色的糖浆都倒入模具中,形成彩虹状的糖层,如果没有模具,也可以将糖浆直接倒在涂了油的金属托盘上,然后用筷子或牙签引导糖浆形成彩虹状,在倒入糖浆的过程中,要注意动作轻柔,避免不同颜色的糖浆混合。
- 冷却与脱模:等待彩虹糖在室温下自然冷却,直到完全凝固,这个过程可能需要 30 分钟到 1 小时,具体时间取决于糖浆的厚度和环境温度,当彩虹糖完全凝固后,将其从模具中取出,如果使用金属托盘制作,可以用小刀或铲子轻轻将彩虹糖从托盘上取下。
(三)实验原理
这个实验主要涉及物质的状态变化和溶解性,白砂糖在水中加热时,会溶解形成糖溶液,随着水分的蒸发,糖溶液的浓度逐渐增加,当浓度达到一定程度时,糖会以晶体的形式析出,食用色素可以使糖浆呈现出不同的颜色,而不同颜色的糖浆在依次凝固时,会形成彩虹般的层次结构。
(四)实验现象与结论
在制作过程中,可以看到白砂糖在水中逐渐溶解,形成透明的糖浆,随着水分的蒸发,糖浆变得越来越浓稠,加入食用色素后,糖浆呈现出鲜艳的颜色,当将彩色糖浆倒入模具冷却后,会得到一层层的彩虹糖,颜色鲜艳且分层明显,通过这个实验,可以观察到物质从液态到固态的转变过程,以及不同颜色物质的混合与分层现象,同时也能体验到自制糖果的乐趣。
相关问题与解答
问题 1:在自制太阳能热水器实验中,如果没有铝箔纸怎么办? 解答:如果没有铝箔纸,可以使用其他具有反光效果的材料代替,如镜子碎片(需小心操作,避免划伤)、锡纸(如香烟包装内的锡纸)等,这些材料都能够帮助反射太阳光,将更多的热量聚集到热水器上,从而提高水温,但需要注意的是,使用替代材料时,要确保其能够牢固地固定在易拉罐表面,并且在实验过程中不会对实验造成其他不良影响。
问题 2:自制指南针实验中,为什么缝衣针磁化后能指示南北方向? 解答:地球本身是一个巨大的磁体,周围存在着磁场,磁化后的缝衣针也具有了磁性,成为了一个小磁体,根据磁极间的相互作用规律,小磁体的南极(S 极)会被地球磁场的北极(N 极)吸引,北极(N 极)会被地球磁场的南极(S 极)吸引,缝衣针在地球磁场的作用下,会自动调整方向,一端指向南方,另一端指向北方,从而指示出南北方向,这就是指南针能够指示方向的基本原理。
问题 3:在自制彩虹糖实验中,糖浆冷却后为什么会凝固? 解答:在自制彩虹糖实验中,糖浆冷却后凝固是因为糖在水中的溶解度随温度的变化而改变,当加热时,白砂糖在水中的溶解度增大,形成糖溶液,随着水分的蒸发和温度的降低,糖在水中的溶解度减小,当超过其溶解度时,糖就会以晶体的形式从溶液中析出,从而使糖浆凝固,这就像在寒冷的冬天,水中的矿物质会结晶形成美丽的冰花一样,都是物质状态随