论文部分内容阅读
向下图所示的漏斗中慢慢地倒入一大杯水后，出水口却只流出来一小杯水。再把一小杯水倒入漏斗中，则会从出水口流出一大杯水。再把一大杯水倒入漏斗中，出水口却又只流出来一小杯水。如此反复……
你想揭开这个魔箱的秘密吗？想亲自动手制作一个这样的魔箱吗？那就行动起来吧！
一、 装置制作
1.准备材料
胶合板一块（25cm×25cm），点滴管一套，500mL饮料瓶两个，可弯折的吸管一根，壁纸刀、电烙铁各一把，以及胶棒、细铁丝等。
2.制作方法
①把两个饮料瓶分别切下（留下带盖的部分）1/3和2/3，一个作为漏斗，另一个用作容器。
②在作为容器的瓶子中间部位用电烙铁烫一个小孔（大小刚好能放入可弯折的吸管），将吸管插入小孔并弯折成如下文图示的形状，在连接处用胶密封好，将作为容器的瓶子用细铁丝固定在木板的适当位置。
③在作为漏斗的瓶子盖的靠下部位用电烙铁烫出左右对称的两个小孔，以刚好能插入点滴管为宜。取两段适当长度的点滴管，其中一根点滴管的一端插入瓶盖中，另一端伸入容器瓶中。另一根点滴管插入瓶盖的另一个烫好的插孔中，点滴管相对的一端和吸管上用电烙铁烫好的孔相连。点滴管与瓶盖相接处、点滴管与吸管相接处用胶密封。这样所谓的魔箱就做好了（如下图）。
二、 制作要点
1.用弯折的吸管是因为在容器中的部分要易于弯折，此处管子比进水的点滴管粗，更易于将容器中的水排出且出水较快。
2.开始前杯中的水量，要和容器中的水量相当。
3.将杯中的水向漏斗中倒入时，要缓缓地倒入，以免溢出漏斗。
三、 现象原理
为什么会出现上述情况呢？这是由这个魔箱的特殊结构所决定的。魔箱利用了大气压和连通器原理的特殊应用——虹吸原理。
连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时，容器中各个的液面才是相平的。如果容器倾斜，则容器中的各液体即将开始流动，由液面高的一端向液面低的一端流动，直到容器中的各液面相平时，才会停止流动。
虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口更低的位置流出。
虹吸的实质是因为重力和分子间粘聚力而产生。装置中管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动，在U形管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，从而使液体源源不断地流入低位置容器中。
用中学物理知识解释就是大气压和连通器原理的特殊应用。两个容器液面高低不同，用管子将两者液体连通，不论管子什么形状，在液体自身重力作用和大气压作用下，总有保持液面相平的运动趋势，即将流动的液体所受的合力指向下方，因此液体从高处流向低处。
在我们制作的魔箱装置中，将一大杯水倒入漏斗后，由于这个漏斗具有分流作用，一部分水从漏斗下面的岔路中流出而留在容器里，这时容器里面的水没有超过容器里出水管的最高点；另一部分水从漏斗下面的岔路流过后经出水口流出，所以第一次只流出了一小杯水。当再把这一小杯水倒入漏斗后，同样由于漏斗的分流作用，一部分水会从出水口流出，而另一部分会留在容器中，但此时容器中的水超过了容器里管子的高度，由于虹吸现象，这时容器里的水会全部流出，所以第二次会流出一大杯水。
四、 虹吸原理应用
虹吸原理可以运用到方方面面，大到水利工程，小到家居排水（如抽水马桶、鱼缸换水等），人们如不借助虹吸原理，把流体物质移到另一处将费时费力。许多水利建设者运用虹吸原理，将河、湖等内的水排出，可节约机械设备的使用量与电能的消耗，并十分有效地解决很多问题。许多企业运用虹吸原理，制造出大量的实用新型产品，比如楼顶、屋面排水系统，大型体育、场馆设施的排水系统，基本上均是按照虹吸原理设计施工的。
（编辑 孙世奇）
你想揭开这个魔箱的秘密吗？想亲自动手制作一个这样的魔箱吗？那就行动起来吧！
一、 装置制作
1.准备材料
胶合板一块（25cm×25cm），点滴管一套，500mL饮料瓶两个，可弯折的吸管一根，壁纸刀、电烙铁各一把，以及胶棒、细铁丝等。
2.制作方法
①把两个饮料瓶分别切下（留下带盖的部分）1/3和2/3，一个作为漏斗，另一个用作容器。
②在作为容器的瓶子中间部位用电烙铁烫一个小孔（大小刚好能放入可弯折的吸管），将吸管插入小孔并弯折成如下文图示的形状，在连接处用胶密封好，将作为容器的瓶子用细铁丝固定在木板的适当位置。
③在作为漏斗的瓶子盖的靠下部位用电烙铁烫出左右对称的两个小孔，以刚好能插入点滴管为宜。取两段适当长度的点滴管，其中一根点滴管的一端插入瓶盖中，另一端伸入容器瓶中。另一根点滴管插入瓶盖的另一个烫好的插孔中，点滴管相对的一端和吸管上用电烙铁烫好的孔相连。点滴管与瓶盖相接处、点滴管与吸管相接处用胶密封。这样所谓的魔箱就做好了（如下图）。
二、 制作要点
1.用弯折的吸管是因为在容器中的部分要易于弯折，此处管子比进水的点滴管粗，更易于将容器中的水排出且出水较快。
2.开始前杯中的水量，要和容器中的水量相当。
3.将杯中的水向漏斗中倒入时，要缓缓地倒入，以免溢出漏斗。
三、 现象原理
为什么会出现上述情况呢？这是由这个魔箱的特殊结构所决定的。魔箱利用了大气压和连通器原理的特殊应用——虹吸原理。
连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时，容器中各个的液面才是相平的。如果容器倾斜，则容器中的各液体即将开始流动，由液面高的一端向液面低的一端流动，直到容器中的各液面相平时，才会停止流动。
虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口更低的位置流出。
虹吸的实质是因为重力和分子间粘聚力而产生。装置中管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动，在U形管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，从而使液体源源不断地流入低位置容器中。
用中学物理知识解释就是大气压和连通器原理的特殊应用。两个容器液面高低不同，用管子将两者液体连通，不论管子什么形状，在液体自身重力作用和大气压作用下，总有保持液面相平的运动趋势，即将流动的液体所受的合力指向下方，因此液体从高处流向低处。
在我们制作的魔箱装置中，将一大杯水倒入漏斗后，由于这个漏斗具有分流作用，一部分水从漏斗下面的岔路中流出而留在容器里，这时容器里面的水没有超过容器里出水管的最高点；另一部分水从漏斗下面的岔路流过后经出水口流出，所以第一次只流出了一小杯水。当再把这一小杯水倒入漏斗后，同样由于漏斗的分流作用，一部分水会从出水口流出，而另一部分会留在容器中，但此时容器中的水超过了容器里管子的高度，由于虹吸现象，这时容器里的水会全部流出，所以第二次会流出一大杯水。
四、 虹吸原理应用
虹吸原理可以运用到方方面面，大到水利工程，小到家居排水（如抽水马桶、鱼缸换水等），人们如不借助虹吸原理，把流体物质移到另一处将费时费力。许多水利建设者运用虹吸原理，将河、湖等内的水排出，可节约机械设备的使用量与电能的消耗，并十分有效地解决很多问题。许多企业运用虹吸原理，制造出大量的实用新型产品，比如楼顶、屋面排水系统，大型体育、场馆设施的排水系统，基本上均是按照虹吸原理设计施工的。
（编辑 孙世奇）