有一天,爸爸問我這樣一個問題:在一個游泳池內,有一艘小船,上面有許多石頭,現在把石頭全部從船里扔到水中,游泳池內的水位會上升、下降,還是不變?
乍一聽,我有點疑惑不解,仔細想了以后似乎有了點頭緒:當石頭扔到水中后,船的重量減輕,便會上浮,水位也會下降,但石頭在水中占了一部分空間,水位又要隨之上升。因為這都是同一堆石頭,所以上升與下降的幅度也應該一致,水位當然保持不變啦!可爸爸卻說水位是下降,我很不服氣,決定與他打個賭。
可是,用什么來證明我的猜想呢?這時,我想到了實驗。我沒法從外面搬來一個游泳池,也沒法去造一艘小船,只好把問題中的條件相應縮小。游泳池變成塑料盆,小船變成肥皂盒,石頭則變成了橡皮。我先在塑料盆里倒進一些水,再把裝著橡皮的肥皂盒放入水中,然后用直尺量出水位是20厘米。最關鍵的時刻到了,我把橡皮小心翼翼地從肥皂盒中取出,再全部投入水中,最后用直尺量出水位——天哪!竟然只有18厘米,是下降了!我輸了!
雖然事實證明,水位是下降了,但我還是丈二和尚——摸不著頭腦:這水位怎么會下降呢?
爸爸笑著告訴我:這是個浮力問題,水位的變化取決于水的體積、船排開水的體積和石頭排開水的體積。整個過程中水的體積和船排開水的體積都是不變的,變化的是石頭排開水的體積。因為石頭在船上時,裝有石頭的船排開水的體積大,水位會高一些;一旦把石頭放入水里,同樣重量的石頭所占的體積要比水的體積小,水位當然下降了。
噢,原來這里還有那么多學問啊!
(指導老師:吳國和)