易拉罐斜立不倒的奧秘

四川省通江縣第二中學 董 躍

一、提出問題

一個星期天，幾個同學在學校操場上打籃球，半小時后，兩個同學感覺太累了，提議去歇一歇。于是，兩個人坐在石凳前一邊休息一邊喝可樂。其中一位把玩著易拉罐，突然發現易拉罐斜立著居然沒有倒下去。另一位同學決定也要試試，但試了幾次易拉罐都倒了下去，沒成功。這是怎么回事呢？太奇怪了！

這個現象引起了同學們的思考。他們商量后，找到了我。在我的指導下，同學們進行了下面的探究實驗。

二、實驗器材

500 mL 量筒、易拉罐可樂（330 mL）。

三、實驗過程

1.空罐實驗：拿出一瓶易拉罐可樂，倒出所有的液體，使其成為空罐，進行斜立實驗。

2.135mL 實驗：拿出一瓶易拉罐可樂，倒出所有的液體，用量筒量取135 mL可樂倒入空罐內，進行斜立實驗。

3.能夠斜立的最小值實驗：拿出一瓶易拉罐可樂，倒出所有的液體，用量筒量取115 mL的液體倒入空罐內，進行斜立實驗；然后每次逐漸減少液體量，進行斜立實驗。

4.能夠斜立的最大值實驗：拿出一瓶易拉罐可樂，倒出所有的液體，用量筒量取180 mL可樂倒入空罐內，進行斜立實驗；然后每次逐漸增加液體量，進行斜立實驗。

5.滿罐實驗：拿出一整瓶易拉罐可樂，進行斜立實驗。

四、實驗結果

1.空罐：不能斜立。

2.135mL：能夠斜立。

3.能夠斜立的最小值：115 mL。

4.能夠斜立的最大值：200 mL。

5.滿罐實驗：不能斜立。

總結：當罐中飲料在115 mL到200 mL之間時，易拉罐能夠斜立。

五、實驗原理

如左圖，易拉罐成功斜立時，與桌面有兩個接觸點（A、B），兩個支持力的作用線豎直向上，易拉罐及罐中液體的重力作用線豎直向下，其重心（C）位于兩個支持力的作用線之間，所以易拉罐能保持平衡。

空罐時，其重心在B 點作用線前方，所以無法斜立；隨著注入可樂量的增加，整個罐子的重心在水平方向上會向后移動，直至第一次剛好能夠斜立時，應正好在B點作用線上（115 mL時的狀態）；隨著注入可樂量繼續增加，整個罐子的重心在水平方向上會停留在A、B 兩點作用線之間的區域內，直至第二次剛好能夠斜立時，應又一次正好在B 點作用線上（200 mL 時的狀態）；隨著注入可樂量的繼續增加，整個罐子的重心又會移動到B 點作用線前方，所以無法斜立。

六、實驗收獲

在青少年科技創新教育中，老師進一步要做的就是引發他們的聯想。實驗只是為了引起同學們的興趣，并加深他們的記憶。這個時候，同學們就會發現：原來知道了一個“當物體的重心剛好豎直落在支撐點上，物體就能穩定”的原理，就能夠解釋生活中那么多不知道、不理解的事情。這種關聯感與震撼感都會在同學們心中產生化學反應，促使他們產生對知識的欲望，以及加深“聯想思維”對他們的作用。當他們再遇到問題時，聯想思維能夠幫助他們快速發現問題本質，找到自己大腦中已知的與此問題相連接的實物，并高效地解決問題。