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10个家庭科学小实验,让孩子玩水的同时,学到满满的科学知识
前几天,有个提问:
作为一个陪娃玩水6年的宝妈,我想说,爱玩水是孩子的天性。多找一些有趣的科学小实验在家陪玩,不失为一个集学与玩为一体的好机会。既能满足孩子自由玩水的愿望,也能帮助孩子更好地掌握基础的科学知识,将来在生活中学以致用。
先来贡献一些我和可爱多在生活中玩过的科学小实验供大家参考。
所谓的人工降雨实验,就是在不断沸腾的热水壶上方放一个盛满冰块的碗。冷热交锋之下,水蒸气会快速凝结成小水滴滴落,形成人工降雨。
这个实验所需要的原材料非常简单:透明敞口瓶或杯子、可食用色素、泡沫洗手液、水。
先往透明瓶子中加入大半杯水,再挤入一些泡沫洗手液,覆盖住整个水面。再将色素滴入,就能看到色素成柱状从水面降落。
这个效果与降雨类似。泡沫类似云朵的效果,色素类似灰尘或水滴的效果,只有色素在泡沫中积累到一定量了,才会穿透泡沫降落到水里。
这个实验的效果特别直观好看,孩子可喜欢玩啦!
冰块实验也是孩子特别爱玩的,盛夏的时候玩冰块可太爽了!可爱多经常会主动要求我倒一碗水放冰箱冷冻室结冰,供他观察和玩耍。
玩冰块的过程中,可以让孩子观察一下。
①为什么冰块里既有白色的,又有透明的,还有一些小气泡?它们是如何形成的,原理是什么?
冰块里有白色是因为水里的空气被封印在里面了。冰块里的小气泡就是水里的空气。
②冰块为什么会融化,融化速度跟什么有关系?
当水的温度低于0℃时,水才会冻结,成为固态的水。当水的温度处于0~100℃时,水会变成液体,冰块会融化,是因为周围的温度变高了。温度越高,冰块融化得越快。除了环境温度以外,冰块的融化速度还与空气流通速度相关,空气流通速度越快,冰块融化速度越快。
③冰块为什么浮在水面上,而不是沉在水底?
水在4℃时密度最大,高于或低于4℃,密度都会变小。冰块的密度比水低,所以会飘在水面上。
虹吸实验的材料也非常简单,只需要一根吸管,两个水杯即可。
具体操作详见这项图片。首先,把吸管放入水中,排出吸管中所有的空气。接着摁住吸管的一端,将吸管缓缓移出水杯,你将会看到水从吸管里缓缓流淌的“奇迹”。
除此以外,我们最近看了几本与水相关的科普童书,发现了更多有意思,适合在家实操的科学小实验。
《知乎版十万个为什么》、《水的旅行》属于科普性比较强的知识类童书,能给予我们学科知识上的有力补充;《神奇校车之水的故事》属于故事性比较强的科普书,以孩子们变身进入水的世界去亲自冒险的模式去探索水的奥秘,读起来有身临其境的效果;《水的世界》、《向上爬的水》、《制造彩虹》属于实操性比较强的科普书,将现象与本质相结合,一步一步指导孩子做实验,进而拆解科学原理。其中,《水的世界》配备了非常多实验会用到的器材和道具,家长可以直接拿来主义,不需要费劲去自个准备实验材料,超方便。
下面再来讲一讲,这几套书里分别有哪些好玩的与水相关的科学小实验。
《制造彩虹》这本书用一问一答的方式详细介绍了制造彩虹的方法:
①要在阳光充足的地方,让阳光照在水滴或水雾上。
②由于彩虹只在背对阳光的时候能看见,所以要背对阳光,向与太阳相反的方向看。
③当彩虹出现时,背景昏暗的地方,彩虹更加清晰。
除此以外,当我们装有水的塑料盒放在阳光下时,也能看到彩虹。
这是因为太阳照射过来的白色光里有不仅有我们肉眼可见的红色、蓝色、黄色光,还有彩虹里的其他光。当光线从空气进入水中,或者从水中进入空气中时,会出现弯折,白色的光线变会呈现出各种各样七彩的颜色。
这个实验与虹吸实验有些类似,但可玩性更强。主要利用的是面巾纸的吸水性。
做这个实验之前,可以问问孩子,在我们的生活当中,哪些是吸水材料,哪些是不吸水的材料。
吸水材料有抹布、纸巾、毛笔等,不吸水的材料有塑料、钢铁等。
实验一:测试纸巾的吸水能力
提出问题:纸巾能把水吸引到多高的位置?
A.无论多高都可以爬上去。
B.可以爬10cm高。
C.爬不到5cm。
让孩子预测答案,选一个选项。
实验结果是,水爬到5cm以上时,爬行速度会变慢。超过8cm基本停止爬行,最高能到达10cm。
实验二:纸巾引流实验
将纸巾反复折叠四次成细条状,用订书机固定。
将纸巾放入水杯中进行测试,当露在水杯外的纸条高于、低于和持平于水杯内的水位时,水能不能顺利滴落?
答案:浸湿过的纸巾导流速度比较快。当纸巾的A端高于水杯水面B端或者AB持平时,水不能流下来。只有A端低于B端,水才可以流下来。
实验三:毛细实验
不知道大家有没有观察过杯子里的水。通常来说,水杯两端总是比中间高。
我一直挺好奇,这是啥原因。
《向上爬的水》中有解释:液体在细长的玻璃管中向上爬的现象叫毛细现象。玻璃管越细,水受到吸引爬得越好。
大家可以拿几根粗细不同的透明管倒入水,让孩子观察比较下,验证科学的时刻到啦!
雪花挺常见的。尤其是冬天,每天早晨出门时,总能看到车上、草坪上、玻璃上有一层白白的霜装物质。用肉眼凑近了细看,我们可以看到部分雪花的形状。
玻璃窗的观察效果尤其明显。
看到了雪花,孩子肯定会问:“雪花为什么是白色的?雪花是什么形状的呢?”
关于这两个问题,《知乎版十万个为什么》上有明确答案:雪花呈现白色是由于光的反射形成的。可见光中有各种波长的光线,不同波长的光线所呈现出的颜色也不相同。由于雪是由很多个小冰晶组成,这些小冰晶有各种凹凸不平的表面,足以把各种不同波长的光线全部反射掉,因此,我们看到的雪花就是白色的。
水蒸气凝华结晶,属于六方晶系。迄今为止,科学家已经发现了两万多种雪花的形状,无论形状细节如何,整体外观都是六角形的。
在《水的旅行》上,我们可以看到为了探究雪花形状之美耗尽一生的“雪花人”——威尔逊·本特利拍摄的各种形状的雪花,特别细致真实地展现了雪花之美。
看到这里,我想到了自己曾经在车玻璃上看到的雪花。虽拍得不及本特利拍摄得那么唯美,却也能看到雪花的大致雏形,让我一度感到得意和开心。
特别清晰的这张是在车灯上拍到的,大家也可以试试带孩子观察车灯上的雪花呦!
我和可爱多最早知道水的净化过程,是通过阅读《神奇校车》了解的。
大自然中的水要输送到每家每户需要经过很多环节:经过混合池,让明矾吸附灰尘和泥土;经过沉淀池,明矾会沉到水底;经过沙子和砾石组成的过滤池,将残留在水中的杂质过滤掉;在通往储水罐的水管里,加入了强化牙齿的氟化物和能杀灭病菌的氯;干净的水通过地下输水管送到各种建筑物里。
《水的世界》是与水相关的实验套装,里面恰好就包含了净水实验的材料,和我们所学的知识点匹配度极高。很适合家庭自制净水装置,观察水的净化过程。
《水的世界》除了配备基础的实验材料,还有10堂精彩的科学网课供我们同步学习。第二堂课《谁拿了小驴子的盐》教了可爱多溶质、溶剂和溶液的区别,还让我们用盐、白糖、油、石头与水搅拌,看看哪些是可溶性物质,哪些是不可溶性物质。
同时,水不能无限容纳某种溶质,加得多了,会达到饱和状态,无法再溶解溶质。
以盐为例,当你把盐往水里加到一定程度,无论你如何搅拌,都无法溶解。这样的水叫饱和盐水。
当你用饱和盐水在黑色卡纸上作画时,在湿润的时候,看不出什么明显效果。
当水分蒸发掉以后,结晶盐就会呈现在黑色卡纸上,效果特别明显。想要画面干得快一些,也可以借助吹风机的力量吹干。
把橘子放进水杯里,橘子会漂浮在水面上。
把橘子皮剥掉,再丢进水里,橘子就会沉到水底。
这是因为橘子在水中的浮力大于自身的重力,所以会漂浮在水面上。如果剥掉橘子皮,重量虽然减轻了,但橘子的密度变大了,浮力减小了,且重力大于浮力,所以会沉入水底。
今天,我把这10个与水相关的科学小实验送给大家,希望每个孩子都能在玩水的同时,学到多多的科学小知识哟!
简单的科学小实验有哪些
需要工具:矿泉水瓶、剪刀或锥子等工具、自来水
1、首先准备一个空的矿泉水瓶,如下图所示:
2、用剪刀或锥子等工具在饮料瓶的中下方扎个小孔,如下图所示:
3、接满一瓶自来水,会发现水从矿泉水瓶的小孔中流出来,如下图所示:
4、而当把瓶盖盖起来,如下图所示:
5、这样水便不再从矿泉水瓶的小孔中流出来,如下图所示:
很简单的科学小实验
很简单的科学小实验
1
- 自制放大镜-
材料:一个酸奶杯、两根橡皮筋、一杯水、两张透明塑料薄膜
步骤:
1.将酸奶杯的杯底剪掉。
2.将一张塑料薄膜盖在杯子上面,让薄膜中间微微下陷一点,然后用橡皮筋绑好。
3.将水轻轻地倒在薄膜的凹陷部位。
4.将另一张塑料薄膜盖在上面,用第二根橡皮筋绑好。
原理:球面的容器可以起到放大镜的作用,我们也把它叫做透镜。
如果你们去到郊外或野外,却苦于没有携带放大镜可以去观察小昆虫的奇妙世界,这个自制清水放大镜就可以解决问题啦!
2
- 制造小彩虹-
材料:一盆清水、一块平面镜
步骤:将镜子斜着放入水盆中,镜面对着阳光,调试到合适的角度,然后在对面墙上就能看见美丽的彩虹啦!
原理:镜子与水体共同使阳光发生了折射,然后投射在墙面而成。
相信童年的你也常常在阳光底下制造彩虹吧!《七色光》里唱:七色光,七色光,太阳的光彩,我们带着七色梦,走向未来。对于能自己制造出小彩虹这一美丽的景象,是不是都想欢欣起舞啦?
3
- 阳光烤蛋-
材料:一个生鸡蛋、一张黑纸、一张铝箔纸、一只小的玻璃瓶(能扣住鸡蛋)、一只大的玻璃瓶
步骤:
1.选择一处阳光照射的小空地,铺上铝箔纸(隔热)。
2.用黑纸把鸡蛋包住,放置在铝箔纸上。
3.扣上小的玻璃瓶,外面再扣上大的玻璃瓶。
4.耐心等上大概1小时(如果选择正午,等待时间会短一些),鸡蛋就烤熟啦。
小贴士:取玻璃瓶时最好小心操作,以免发生烫伤等意外。
原理:玻璃瓶具有聚光的作用,将阳光聚在一个焦点上迅速升温;选择黑纸是利用黑色吸收所有光的原理,加速吸光升温。
虽然阳光烤蛋耗时较久,但想象一下自己剥开蛋壳看到熟鸡蛋的激动心情吧!这种无需用电或火的自然方式会让你们感受到自然的神奇力量。
4
- 发疯的气球-
材料:一个气球,一个乒乓球
步骤:
1.把气球的吹气口稍稍撑开,把乒乓球塞进里面。
2.把气球吹起来,打结系好。
3.将它高高扔向空中,再试着去接住它,是不是很困难呢?
原理:放入乒乓球会使气球内多了一份重力干扰,使得气球的活动轨迹变得非常奇怪。
想象一下自己追着这只发疯的气球跑却又抓不到它,那副“气急败坏”的模样,是不是感觉还挺好玩的?
5
- 成长的小树-
材料:一盒牙签、一根橡皮筋、一个盛满水的小碟子、一张咖啡滤纸、一只水彩笔(颜色随自己喜欢)、一把剪刀
步骤:
1.用橡皮筋将一把牙签紧紧地捆起来。
2.在咖啡滤纸上剪下一片树冠形状的纸片。
3.用水彩笔在纸片的底部涂上颜色。
4.将涂好色的树冠状纸片夹在牙签上,涂色的部分朝下。
5.将做好的牙签小树放入盛满清水的小碟子里,静心观察变化。
原理:水分通过牙签之间的缝隙向上提升,这是一种毛细现象。这种缝隙模仿的便是树木的木质部中的导管,这种极细的小管道将水分从根部运送到叶片中。
小树小树,告诉我,你是怎样长大的呢?自制这样一棵迷你小树,可以在悉心观察中领会小树成长的秘密。
6
- 让鸡蛋进瓶子-
材料:一个完全熟透的煮鸡蛋、带有瓶颈和瓶口的玻璃瓶子(粗细不能小于鸡蛋横向宽度的一半)、三根火柴
步骤:
1.把鸡蛋皮剥掉,注意不能弄破蛋白。如果能把蛋壳里的那层膜完整保留,那就更好了。
2.把鸡蛋准备好以后,就可以把其他道具摆放好了。相信肯定有人观看你的表演。
3.点燃三根火柴,轻轻放到瓶子里面,等待三秒钟。
4.把鸡蛋竖直立在瓶子口上。
5.鸡蛋就会滑进瓶颈里,然后落到瓶子里面!
小贴士:煮鸡蛋、冷却和剥皮需要较长的时间,要有耐心。
原理:在瓶子里加热,里面的空气会膨胀起来。当空气冷却以后,就会将鸡蛋吸入瓶子里,而鸡蛋毫发无损。
这个实验就像一个魔术表演,当其他小伙伴看到远大于瓶口的鸡蛋被迅速吸入瓶子,大概会惊喜地尖叫吧!
7
- 柠檬汁隐形墨水-
材料:柠檬(如果你想写很多文字就准备多一点的柠檬汁)、一根牙签或其他能写字的工具(如棉签或者羽毛笔)、一把小刀、一些纸、一个小碗
步骤:
1.把柠檬切成两半,把柠檬汁挤到碗里。这就是隐形墨水——没想到会这么简单吧?
2.用牙签(或其他工具)蘸着柠檬汁,在纸上书写隐形文字。每个字最好重复描几遍,这样可以使字在显现出来的时候更清晰。
如何显现隐形文字:把写有隐形文字的纸放在灯泡底下,或者其他温度不是很高的热源旁边。随着温度升高,字迹会逐渐变成褐色,这样就可以读出你的密信了。
小贴士:为了防止纸张被烤煳,不要离热源太近。
原理:柠檬汁遇热会发生化学变化,因此纸上的笔迹就会显现出来。
为了不被人怀疑,选择一封普通书信,在空白处写上你的秘密消息吧!
8
- 小小跳伞员-
材料:一张方纸巾、两根30cm的细线、一卷胶带、一张硬卡纸、一把剪刀
步骤:
1.将纸巾打开, 叠成四折。
2.将封闭那端的一角剪掉,这样纸巾中央就出现一个小洞。
3.打开纸巾,用胶带将两根细线的两端分别粘在纸巾的四个角上。
4.在硬卡纸上画一个小人,将它剪下来。
5.最后用胶带把两根细线粘在跳伞员的背后,就准备好可以跳伞啦!
原理:降落伞便是利用空气阻力,从而降低物体的下降速度。
因为渴望飞翔,拥抱蓝天,于是人类发明了飞机、降落伞……相信每个人心中都有着一颗勇敢冒险的心,那么,先来一个完美的降落吧!
列举简单的科学小实验
瓶子赛跑、带电的报纸、胡椒粉与盐巴的分离、带电的气球、可爱的浮水印、分合的水流、漂浮的针、神奇的牙签、有孔纸片托水、手绢的秘密。
一、瓶子赛跑
思考:装有沙子和装有水的两个同等重量的瓶子从一个高度滚下来,谁先到达终点?
材料:同等大小、重量相等的瓶子两个、沙子、水、长方形木板一块、两本厚书
操作:
1、用长方形木板和两本书达成一个斜坡
2、将水倒入另一个瓶子中,将沙子倒入瓶子中
3、把两只瓶子放在木板上,在同一起始高度让两只瓶子同时向下滚动
4、装水的瓶子比装沙子的瓶子提前到达终点
讲解:
沙子对瓶子内壁的摩擦比水对瓶子内壁的摩擦要大得多,而且沙子之间还会有摩擦,因此它的下滑速度比装水的瓶子要慢。
二、带电的报纸
思考:不用胶水、胶布等粘合的东西,报纸就能贴在墙上掉不下来。你知道这是为什么吗?
材料:1支铅笔;1张报纸。
步骤:
1. 展开报纸,把报纸平铺在墙上。
2. 用铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦几下后,报纸就像粘在墙上一样掉不下来了。
3. 掀起报纸的一角,然后松手,被掀起的角会被墙壁吸回去。
4. 把报纸慢慢地从墙上揭下来,注意倾听静电的声音。
说明:
1. 摩擦铅笔,使报纸带电。
2. 带电的报纸被吸到了墙。
3. 当屋子里的空气干燥(尤其是在冬天),如果你把报纸从墙上揭下来,就会听到静电的劈啪声。
三、胡椒粉与盐巴的分离
思考:不小心将厨房的佐料:胡椒粉与盐巴混在了一起,用什么方法将他们分离开呢?
材料:胡椒粉、盐巴、塑料汤勺、小盘子
操作:
1、将盐巴与胡椒粉相混在一起。
2、用筷子搅拌均匀。
3、塑料汤勺在衣服上摩擦后放在盐巴与胡椒粉的上方。
4、胡椒粉先粘附在汤勺上。
5、将塑料汤勺稍微向下移动一下。
6、盐巴后粘附在汤勺上。
讲解:
胡椒粉比盐巴早被静电吸附的原因,是因为它的重量比盐巴轻。
四、带电的气球
思考:两个气球什么情况下会相互吸引, 什么情况下会相互排斥?
材料:打好气的气球2个、线绳1根、硬纸板1张
操作:
1 将两个气球分别充气并在口上打结。
2 用线将两个气球连接起来。
3 用气球在头发(或者羊毛衫)上摩擦。
4 提起线绳的中间部位,两个气球立刻分开了。
5 将硬纸板放在两个气球之间,气球上的电使它们被吸引到纸板上。
讲解:
1 一个气球上的电排斥另一个气球上的电。
2 两个气球上的电使它们被吸引到纸板上。
五、可爱的浮水印
思考:宣纸上漂亮的图案不是画出来的,是怎样制作出来的?
材料:脸盆1个、宣纸1—2张、筷子1支、棉花棒1根、墨汁1瓶、水(约半盆)
操作:
1、在脸盆里倒入半盆水,用蘸了墨汁的筷子轻轻碰触水面,即可看到墨汁在水面上扩展成一个圆形。
2、拿棉花棒在头皮上摩擦二、三下。
3、然后轻碰墨汁圆形图案的圆心处,看看有什么现象。
4、把书法用纸轻轻覆盖在水面上,然后缓缓拿起,纸上印出什么图案呢?
讲解:
1、棉花棒碰触时,墨汁会被扩展成一个不规则的圆圈图形。
2、棉花棒在头皮上摩擦所涂上的少量油,就会影响水分子互相拉引的力量。
3、水印会呈现不规则的同心圆图形。
六、分合的水流
思考:多股的水流用手一抹,竟变成一股水流这是为什么呢?
材料:铁罐盒一个、锥子、水
操作:
1、在空的铁罐盒底部用一根钉子在上面钻5个小孔(小孔间隔只在5毫米左右)。
2、将罐内盛满水,水是分成5股从5个小孔中流出的。
3、用大拇指和食指将这些水流捻合在一起。
4、手拿开后,5股水就会合成一股。
5、如果你用手再擦一下罐上的小孔,水就又会重新变成5股。
七、漂浮的针
思考:针为什么会浮在水面上?
材料:一碗水、针、叉子、液体清洁剂
操作:
1、在杯子里倒一杯清水
2、用一个叉子,小心地把一根针放到水的表面
2、慢慢地移出叉子,针将会浮在水面上
3、向水里滴一滴清洁剂,针就沉下去了
讲解:
1、是水的表面张力支撑住了针,使之不会沉下。表面张力是水分子形成的内聚性的连接。这种内聚性的连接是由于某一部分的分子被吸引到一起,分子间相互挤压,形成一层薄膜。这层薄膜被称做表面张力,它可以托住原本应该沉下的物体。
2、清洁剂降低了表面张力,针就浮不住了。
说明:针有危险,请家长帮助操作。
八、神奇的牙签
思考:放在水里的牙签,会随着放在水里的方糖游动,还是随着放在水里的肥皂游动?
材料:牙签、一盆清水、肥皂、方糖
操作:
1. 把牙签小心地放在水面上。
2. 把方糖放入水盆中离牙签较远的地方。牙签会向方糖方向移动。
3. 换一盆水,把牙签小心地放在水面上,现在把肥皂放入水盆中离牙签较近的地方。牙签会远离肥皂。
讲解:
当你把方糖放入水盆的中心时,方糖会吸收一些水分,所以会有很小的水流往方糖的方向流,而牙签也跟着水流移动。但是,当你把肥皂投入水盆中时,水盆边的表面张力比较强,所以会把牙签向外拉。
九、有孔纸片托水
思考:有孔的纸为什么能拖住水?
材料:瓶子一个、大头针一个、纸片一张,有色水一满杯
操作:
1、在空瓶内盛满有色水。
2、用大头针在白纸上扎许多孔。
3、把有孔纸片盖住瓶口。
4、用手压着纸片,将瓶倒转,使瓶口朝下。
5、将手轻轻移开,纸片纹丝不动地盖住瓶口,而且水也未从孔中流出来。
讲解:
薄纸片能托起瓶中的水,是因为大气压强作用于纸片上,产生了向上的托力。小孔不会漏出水来,是因为水有表面张力,水在纸的表面形成水的薄膜,使水不会漏出来。这如同布做的雨伞,布虽然有很多小孔,仍然不会漏雨一样。
十、手绢的秘密
思考:在水龙头下把手帕撑开摊平,打开水龙头,水是不是透过手帕而流下去呢?
材料:玻璃杯1个、手帕1条、橡皮筋1条
流程:
1、 把手帕盖住杯口,用橡皮筋绑紧。
2、 让水冲在手帕上。
3、 水流进杯子里约七、八分满后关闭水龙头。
4、 杯口朝下,把杯子迅速倒转过来。
说明:
1、 从杯子上面冲水时,水会透过手帕流入杯内。
2、 杯子倒转过来时,由于大气压力的关系,水不会流出来。
注意:注意蜡烛燃烧时的安全。