由《泰坦尼克》引发的猜想
重庆市第九十四中学 侯入菡
假期,有幸观看了电影《泰坦尼克号》。当船破人沉的时候,生死的关头,一块漂浮的木筏考验着两个主人公的爱情抉择。最后,杰克把木筏和生存的机会让给了萝丝,而自己却在冰海中冻死。那么,问题就来了:1.萝丝为什么能够在木筏上漂浮,不会下沉而得以存活?2.为什么杰克和萝丝不一起上木筏,他们两个是不是都能活下来?3.浮力和什么有关?于是我开始了一个简单的试验。
一、试验前的准备
1.试验场景的设计:找一个盆子,装满水,模拟大海。然后用一个盒盖模拟木筏,用两个玩具人分别模拟杰克和萝丝,通过不同场景的试验,找到萝丝得以生存的道理,探寻杰克选择是否正确,从而明白浮力的基本原理。
2.工具:一只装满水(无其他液体)的盆子 、收纳盒的盖子、 一只轻一点的玩具熊(38克左右),一只重一点的玩具熊(45克左右)、一个不沾水的量杯。
二、试验过程及记录
(一)杰克和萝丝都不上木筏的情况:
首先用盆子接满自来水,模拟大海。然后,将收纳盒的盖子模拟木筏,我轻轻将木筏放在水面,木筏厚度为12mm。此时,我发现,木筏没有下沉,而水平液面只停留在了盖子下部很浅的位置,大概只有1.5mm左右。(如图1所示)
(二)只有萝丝躺在木筏上的情况
然后,我把轻一点的棕色玩具熊模拟萝丝,轻轻放入木筏平躺,模拟萝丝躺在上面,这时,木筏受到萝丝的重力开始下沉,并开始抖动,但是,并没有沉入水底,而水平液面上升到木筏上方10mm(盖颈的位置)左右。(如图2所示)
(三)杰克和萝丝都躺在木筏上的情况
最后,我把重一点的熊模拟杰克,再轻轻放入木筏,而此时,木筏开始迅速下沉,水平液面迅速升高,然后倾斜,淹没木筏,而木筏载着杰克和萝丝一直沉到了海底。
我又连续做了好几次实验,并把水排开的体积分别用量杯测出。
三、分析与论证:
在实验中,我发现:
1.三种情况下木筏下沉的刻度在逐渐加大,分别为1.5 mm、10 mm、12 mm。
2.随着萝丝躺上木筏,她的的压力会影响木筏排开的液体体积。我用一个玻璃杯当做量杯,贴上刻度尺,分别测量出三种试验状态下木筏排开水的质量。如下表
测量数据表
3.如果萝丝和杰克一起上木筏,木筏受到的浮力肯定不足以支撑两个人的重量,都活不下来
4.木筏最大的排水质量为49克左右,也就是它最大的浮力,也是能够承载的最大重量,萝丝一个人在木筏上时,重量43小于49,自然可以存活下来。当杰克和萝丝都上木筏时,总重83克,大于最大浮力49克,自然会沉入海底。
四、试验结论
1.物体受到液体的浮力,等于物体排开的液体所受到的重力。
这基本符合阿基米德浮力原理。即:F浮=G排液=ρ液*g*v排,以及(ρ水=1.0g/cm?,),
2.浮力与排开液体体积有关。
3.杰克和萝丝想要同时获救,必须找到能才生更大浮力的物体。
五、我的猜想
这个实验使我想到:
1.如果说当时露丝能再瘦一点的话,只要两人的重量没有超过木筏受到的最大浮力,杰克也能获救。
2.如果在船沉没以前,杰克和萝丝聪明点,到各船舱多收集一些木材,如:床板、窗户、座椅等,制作成一个更大一些的木筏,那么木筏受浮力作用,能承载的重量将更大,两人都可以在木筏上获救,也许这将是一个美好的爱情故事。
我只能说《泰坦尼克号》的导演物理学得相当不错,偏偏就只有一块木筏,偏偏就只能一个人存活,大概这样悲剧的结局才更具有感染力吧。不过,我更喜欢一个懂得利用物理知识自救的杰克和萝丝,这也许就是艺术和科学的区别吧。
评语:小作者善于观察、勤于思考,结合生活中的现象,自己动手做了实验探究,得出了自己的观点和结论,虽然实验过程中的科学性有待商榷,但能动手动脑做到这样,还是很了不起!