小船載重趣味多

在科學課上，我學習了“制作與測試我們的小船”。課后，我也想利用身邊的材料，親手制作一艘既能夠載重又能航行的小船，并測試船的最大載重量。于是，我在家里翻箱倒柜，搜集了泡沫墊、泡沫箱、礦泉水瓶、小電動機、小風扇、電池等材料，并結(jié)合所學的電路知識，成功制作了兩艘小船——“長城號”和“巨鯨號”，如圖1。

創(chuàng)新“注水法”，精確！

完成制作后我便著手對船進行載重測試。課本上介紹的方法是往船上添加墊圈，根據(jù)墊圈的數(shù)量來計算載重量，如圖2。但是這種方法對于載重量大的船來說不太適用，因為墊圈的數(shù)量有限，且它們的總質(zhì)量需要累加計算。

就在我苦惱的時候，一個日常的小細節(jié)給了我靈感：倒水時，水的流動是連續(xù)的。那么，是否可以用水來代替墊圈進行測試呢？說干就干，我找到一個足夠大的貓砂盆、帶刻度的塑料杯和電子秤，開始了我的小實驗。

我將載有塑料杯的“長城號”放入裝了水的貓砂盆中，然后慢慢地往杯子里加水。隨著水的注入，船體緩緩下沉。當水位到達船舷上沿時，表示這艘船達到了最大載重量，此時便可取出塑料杯進行稱重。通過“注水法”測試得出，“長城號”的載重量約為472克。這種方法操作方便，結(jié)果精確。

進階“體積法”，超快！

在測試過程中，我發(fā)現(xiàn)當船下沉到一定深度時，貓砂盆里的水開始往外溢。我心里嘀咕：溢出的水和注入塑料杯的水之間有什么關(guān)系呢？

為了探究這個問題，我將貓砂盆再次盛滿水（確保水面達到盆沿的最低點），然后重復(fù)上述實驗。同時，我用容器接住溢出的水，如圖3，并對注入的水和溢出的水進行稱重。結(jié)果顯示，注入的水的質(zhì)量為472.91克，溢出的水的質(zhì)量為473.89克，兩者幾乎相等。

通過查閱資料，我明白了其中的原理：當船靜止浮在水面上時，它受到的浮力等于其重力。當我往塑料杯中加水時，船的重力增加，它受到的浮力也隨之增加。而浮力的大小正好等于船排開的水的重力。

這個發(fā)現(xiàn)讓我有了新的想法 ：通過測量船的體積來估算載重量，簡稱“體積法”。以“巨鯨號”為例，它的主體是一個泡沫箱，內(nèi)側(cè)體積為7760立方厘米（25厘米×16厘米×19.4厘米）。那么，它最多能裝下7760毫升水。由于水的密度是1克/立方厘米，所以船的載重量為7760克。

當然，這只是一個理論上的計算值?！熬搛L號”的實際表現(xiàn)如何呢？我迫不及待地將它放入裝滿水的貓砂盆中，按照注水法測試它的載重量。實驗表明，“巨鯨號”的最大載重量為7820克，與體積法的理論數(shù)值接近。

看著我的小船，我深感驚訝：這么小的泡沫盒竟然能夠承載如此重的物品！難怪輪船可以運載那么多的貨物！

這次經(jīng)歷讓我深刻感受到了科學的魅力。我相信，只要我們用心去發(fā)現(xiàn)、去思考，我們的生活也會像這次實驗一樣，變得更加有趣。