硬币漂浮在水面的原理

篇一：硬币为什么能浮在水面上

硬币为什么能浮在水面上？

陈路平

上虞市实验中学初二（9）班

外出旅游常看到许多景点的泉水边、池塘里漂浮着一枚枚硬币，而且大多是一角硬币。听导游说，许一个愿，轻轻的放入一枚硬币，如果此枚硬币能浮在水面上，你许的愿望就能实现。我想这终究只能是一个美好的给人以希望、给人以期待的游戏罢了。在《上虞县志》也记载“舜井，年久湮没，1984年易地重修，位于百官镇龙山头西麓、上虞宾馆南侧，引百官名泉龙王塘水入井，泉水甘澄，能浮铝质硬币。书法家费新我题写井碑。”那么硬币为什么能漂浮在水面上呢？

是不是因为受到浮力的缘故？是不是这些水真的很特殊呢？

其实，硬币能漂浮在水面上不是因为受到浮力的缘故。

我们可以用天平和卡尺测量常见几种硬币的质量和外形大小，其体积

，式子中D是硬币直径，H是硬币厚度。测量数据如表一。

根据阿基米德浮力定律F=ρgV排和重力计算公式G=mg，我们可以估算常见几种硬币所受到的重力和在水中受到的最大浮力。计算时，g取9.8N/kg，ρ取

1.0×103kg/m3，计算结果见表二。

在上面的浮力估算中，排开液体的体积就是这个硬币的体积，计算得到的浮力是硬币受到浮力的最大值。因为硬币表面有许多凹陷，我们在计算中将其看做

一个简单的圆柱体，忽略了它的凹陷。

根据上面的估算，我们不难发现无论何种硬币，它在水中所受的浮力一定比重力要小很多，显然硬币能漂浮在水面上不可能是因为它受到浮力的缘故。 事实上，一旦我们将硬币没入水中，硬币就会立即下沉到池底，而不会再慢慢漂浮起来或者在水中悬浮着。泉池里漂浮着的大多是1角硬币是因为这种硬币的质量最小，所受重力最小。自然它是所有常见硬币中最容易浮在水面上的一种

硬币。

那么，硬币究竟是靠什么才能漂浮在水面上的呢？

在家里，我通过几次尝试也终于将一枚1角的铝合金硬币漂浮在水面上了，如图1所示。在灯光下仔细观察，我发现平静的水面很像一层绷紧的弹性橡皮膜。在硬币一侧轻轻施加一个力，当这层“膜”一旦被压破，硬币就会马上沉入水中。我想可能正是这层像绷紧的橡皮膜支撑了硬币，如图2所示。

图1 1角铝合金硬币浮在水面上 图2 水面像一张

绷紧的弹性橡皮膜

为了验证自己的想法，我通过上网查阅资料、请教老师，终于大致明白了硬币之所以能浮在水面上的真正原因。原来不光是水面，其他液体也一样，由于液体表面层的分子比液体内部的分子要稀疏些，也就是分子间的距离比较大，分

子间存在相互吸引的引力，正是因为液体表面层分子存在这种引力，所以宏观上就产生一种叫表面张力的作用，表面层就好像是一层绷紧的弹性橡皮膜，自

然就能支撑一些轻小的物体了。

要把硬币轻松放在水面上不下沉，有哪些技巧呢？

通过多次尝试，我发觉关键要做到“平、轻、稳”，就是放硬币时要保证硬币与水面相平、用力要轻、手要稳。如果有必要，还可以把硬币在头皮上摩擦几下，使硬币表面涂上一层油脂，这样可能也会有助于实验成功。还有一个方便的办法就是用一小张吸水的纸（如餐巾纸）托着硬币，一起平稳地放入水中，随着

纸的吸水下沉，硬币就稳稳的浮在水面上了。

液体表面存在表面张力的现象其实在生活中也是很常见，如一些昆虫能停在水面上（如图3），叶上的露珠总成球形（如图4）等等。

图3 停在水面上的昆虫 图4 叶子上呈球形的露珠

液体的表面张力在日常生活中也有很多应用，例举如下：

在家煮豆浆的时候，豆浆很容易沸出来，淌的到处都是，而且往往以为豆浆沸腾了就熟了，其实豆浆较难煮熟。这是因为豆浆的表面张力很大，一加热就产

生气泡，而且气泡不容易破裂，造成剧烈沸腾的假象，使人以为已经烧开了，煮熟了。要避免这种情况，我们可以在豆浆里加几滴食用油，以破坏豆浆的表面张

力，这样豆浆就不会溢锅了，也不会出现剧烈沸腾但豆浆还没煮熟的情况。

玻璃管的裂口往往是很尖锐的，很容易伤人。我们可以把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，利用其表面张力，它的尖端就会变圆，避免伤人。如图5所示。

布制的伞面尽管能看得见纱线间的缝隙，但由于存在水的表面张力，伞面却

不会漏雨水。

我们可以在普通方法配制的肥皂液中加入少许砂糖和一包茶叶，这样配置的肥皂液就能吹出超级肥皂泡了，甚至还能把这些泡泡捧在手上玩呢！这是因为含

有糖和茶水的肥皂膜的表面张力大大增强了，所以肥皂泡不易破裂。

表面张力的用途远不止以上所谈到的这些，在生物学、医学中它也有着广泛

的应用，玩具制造厂也常利用它生产出各种有趣的玩具。

篇二：浮在水面上的硬币及其运动

浮在水面上的硬币及其运动

其实从中学到大学我们已经学了好多年的物理了，有同学说学习物理没有什么用处，我完全不赞同。物理是研究物之本性的，学好物理学自然也能对世界万物有所理解，对于想追求人生道义，天地至理的人来说，学习研究物理学自然也是大有裨益的。物理使我们更加了解这个社会，并且明白事理，明白实物的一些客观规律并能很好得利用这些规律来使我们的生活变得更美好。

在中学的物理实验中我们可能做过这样一个实验，就是学生用棉纸把硬币垫起放在水面上，当棉纸被水浸湿下沉后，观察现象并说明原因，很多同学提前预习了实验，认为缝衣针浮在水面是由于液体表面张力作用的原因，针受重力、浮力和液体表面张力三者相平衡而使针能漂在水表面上。但是水盆稍有摇晃，硬币就会落到水中。盆里漂浮着一个硬币，在水面稳定不动的时候，拿一小块肥皂，轻轻地从硬币旁边插入水中，你会看到硬币迅速移动，远离肥皂而去。看上去，表面张力会被肥皂水破坏。

在大学学习了《物理化学简明教程》以后才更好地了解了什么是表面张力。

在《物理化学》中是这样解释表面张力的：任何一个相，其表面分子和内部分子所具有的能量是不相同的。再也体内部的分子A，因为四面八方均有同类分子围着，所受周围分子的引力是对称的，可以相互抵消而总和为零，因此它在液体内部移动时并不受外界对它做功。但是靠近表面的分子B及表面上的分子C，由于下面密集的液体分子对它的引力远大于上方稀疏的分子对它的引力，所以不能相互抵消。这些力的总和垂直于液面而指向液体内部，即液体表面受到向内的拉力。因此，在没有其他作用力存在时，所有的液体均有缩小其表面积的自发趋势。因此，表面上的分子具有更高的能量。

由上一实验现象可知，水面向下凹陷，发生了形变，从而产生了一个与形变方向相反的弹力——支持力，这就如在一个吹气的气球上放上一个物体，由于物体的重力而使气球形变(向下凹陷)，而产生了竖直向上的支持力一样。是这个与重力大小相等、方向相反的支持力使硬币漂在水表面上。

但是当斜放缝衣针以及侧放硬币时，为什么它们都将沉到水底呢?我们还是以硬币为例，当它侧放或竖放时，液面的受力面积很小，压强很大，压力作用效果显著；这与用针扎气球一样，硬币陷入了水中，从而打破了水面的弹性形变，使水表面对它的支持力不复存在。此时硬币只受浮力和重力作用，而由于重力大于浮力，所以硬币很快就下沉到水底了。而平放时，对水面压强很小，就不会发生上述现象，而使硬币浮在水表面上保持平衡。在自然界中，也有许多相类似的现象。有些小昆虫可以在水面上跑来跑去

或停留在水面上，不致于陷入水里，也是同样的道理。

当然，在本节中我们不仅要说为什么硬币会浮在表面上，还要说的是硬币浮在水面上以后会发生怎样的运动。

当我们在水面上放两到三枚硬币时，我们认真观察它们的运动状况，我们会惊奇地发现当两枚硬币的距离小于1CM时会相互吸引。聚集在一起的硬币会向着盆的边缘移动。它们为什么会发生这样的移动啊？

通俗的解释一下是，把一个硬币放在水面上，水面会发生变形发生扭曲，然后因为重力作用，另一个硬币就会向低的地方运动然后在二维空间上就表现为：浮在水面上的硬币会相互吸引。同理，硬币也会向着盆的边缘移动。

好了，通过我以上的解释希望大家已经明白了为什么硬币会浮在水的表面上了吧，大家也明白了为什么硬币会在水面上相互吸引了吧，这都是表面张力在生活中的体现。希望大家多多观察生活中的现象，并有打破沙锅问到底的决心，学以致用。

篇三：硬币水上漂

硬币水上漂

生活处处皆学问，神奇的世界等着我们去探索，去发现。

记得有一天，我看见了宁宁同学使一角钱的硬币漂浮在水面上，真不可思议，一枚普普通通的硬币竟然能在清水上像小船一样漂浮。我认为这是不可能完成的任务，他却做得如此轻易，我觉得好奇，就拿着一枚硬币来到水盆边，可当我漂硬币的时候，硬币却很快的沉了下去，我连续把硬币放了十几个也没有漂上来一个。对呀！硬币放入水中，第一个反应不就应该往下沉吗！怎么会浮在水面上呢？怎么回事？究竟有什么魔法？难道他拿的硬币和水有什么特殊的地方。我疑惑不解，拿起硬币仔细端详起来。奇怪？这不是普通的一枚硬币吗？我又闻了闻盆中的清水，也是普通的一盆水呀！我决定再次试一试。我小心翼翼地将硬币放在水面上，可还是和以前一样，没有一个是浮在水面上的，我决定向朱忠茹请教，他告诉我原来方法很简单，只要小心地将硬币放在水面上，手不要沾到水，如此一来，硬币就能在水上漂了。我茅塞顿开，照这个方法去做，果然不出我所料，硬币如我所愿浮在水面上了。我兴奋不已，围着水盆又蹦又跳。虽说证实了硬币有在水上漂的本领，但这又是什么科学原理呢？这是藏在我心中的一个谜。第二天，我来到了学校，请教了教我们科学的李老师，得到的答案是清水水面浮力大于硬币的重量，只要把硬币控制好就能浮起来。原来如此，我恍惚大悟。

这件事给了我很大的启发，只要你用心去观察，去实践，去渗透其中奥秘，科学其实也不神秘。

作者： 王晨

学校：沂水县姚店子中心小学六年级一班 指导教师：姚金燕

篇四：硬币为什么能浮在水面上

硬币为什么能浮在水面上

仙居县第六小学三（1）班 李凯 指导老师：杨美珍

上课时，听老师说硬币可以浮在水面上，可我不相信，决定要亲自来试一试。 首先，我在一只纸杯里倒满了自来水，然后小心翼翼地把硬币放上去，可是刚刚一接触水面，硬币就沉了下去。我想把它捞起来再放，妈妈看到了，说：“湿的硬币更加容易沉下去了，你要用干的硬币才行，还有放的时候尽量水平地放下去。”我又找了好几枚硬币，但每次硬币都是斜着进入水中，没有一个是浮在水面的。

我几乎没有信心了，于是找了一些资料来看，书里的信息告诉我要在硬币的下面放一张小纸片，这样就可以使硬币稳稳地浮在水面上，等会，当纸被浸湿沉下去后，硬币就会浮在上面了。

看了书后，我又重新实验，这一次时间似乎过得很慢，纸也湿得很慢，渐渐地，有一点水渗出来了，中间的纸片开始下沉了，水上来了。又过了好一会儿，纸慢慢地沉下去了，硬币却浮在了水面上，它四周被水包围着，这些水明显高于硬币，像随时都要淹没它似的，但就是没有满上来。我喜出望外地喊起来：“我成功了！”只见硬币浮在水面上，似乎只要轻轻地动一下，就会沉下去，看着自己成功的实验，心理又惊讶又激动。

做完实验，我还是不明白：水为什么会高起来，却不淹没它呢？于是我又去《百科全书》里查资料，最后明白了一个道理：原来水的表面有张力，它可以承受一定的重量，如果水的密度再大一些的话，可承受的重量还要大。书里还解释了为什么自然界中一些小昆虫可以在水面上跑来跑去，或停在水面上，原来它们的脚也是被水的张浮力托住了。 科学的世界真奇妙啊！

篇五：我揭开了硬币浮水的秘密

《我揭开了硬币浮水的秘密》 一次，我跟妈妈一起到武夷山去旅游。在名山古刹中，我看到有许多人把硬币轻轻的放到池水上，或是把一元钱的硬币贴到大佛的身上。听人说，只要这硬币能浮在水面上或能在佛身上粘住，你就是个有福的人。真的是这样吗？我很好奇，也拿了个硬币轻轻的放到水面上——不好，硬币沉下去了！唉，难道我就这么没福吗？我不甘心，又从口袋里掏出一枚硬币来??这次，硬币稳稳地浮在水面上了。哈！就这么一会儿，我就摇身一变，从“没福人”变成“有福人”了。这时，我心想：迷信一定是没有的，但科学道理呢？

我沉思着走到大佛旁，忽然，我看到落在大佛脚下的硬币都比较新，能粘在大佛身上的硬币都比较脏。我心里豁然开朗：这硬币的沉浮、粘合一定和这有关系！

回到旅馆，我就积极行动起来：我把洗手盆放满了水，然后把一个硬币涂满肥

皂，甚至连花纹也涂平了。然后，我把它轻轻放到水面上——呀，成了，硬币浮在水面上了！接着，我用力把这枚硬币洗干净，凹凸不平的地方还用牙刷把它刷干净。这下，这枚硬币就像新的一样了。我在把它放到水面上——这次不行了，只一会儿功夫，硬币就沉下去了。 “啊，我揭开了硬币浮水的秘密！”我高兴地跳了起来。妈妈看我这个样子，就笑着问：“你得了什么宝？这么高兴！”“妈妈，我知道硬币为什么会浮在水面上了！”接着我头头是道地对妈妈说起来：“硬币在我们这些消费者手里传来传去，染上了不少污泥和油脂。当硬币放在水面上时，硬币不容易被水浸湿，那水面的张力就可以支持硬币浮在水面上??”乐得妈妈都合不拢嘴了。

这真是：“硬币沉浮自有因，怎知谁是有福人”！

小球吹大球 “两个大小相同但还未充气的气球，把一个吹大些，好像足球那么大；一个吹小些，比苹果稍大些，分别用线扎住气球口（扎线时注意将气球的口部留长些）。然后，把两个气球留出的口分别套在一截短管的两端，也用线扎住，不使它松脱或漏气。用剪刀小心地剪断第一次扎口的细线，这样，两个气球就通过短管接通了。请预先判断一下，这两个气球的大小将会有什么变化？” 科学实验课上，李老师拿来了一把还没冲过气的气球和一些短管，笑眯眯地走进教室。气球是我们小朋友最爱玩的玩具之一，大家都用惊喜的目光看着老师。谁知老师一上讲台就给我们出了这么一道难题，课堂上就像水珠滴落油锅里似地一下子就热闹起来了：有的同学说：“两个气球一定会变得一样大！”更多的同学说：“当然是大的变小，小的变大啰！”??

老师微笑着没说话，让我们把前后两桌四人合成一组，然后把手里的气球、空心管和棉线分给每个组一份。同学们迫不及待地操作起来：吹气球的吹气球，套管子的套管子??“啊，通了！通了！”但实验结果竟然出乎同学们的意料之外——小气球变得更小，大气球变得更大了。同学们个个看得目瞪口呆！ “这是什么原因呢？”老师问同学，同学们都无奈地摇摇头。老师笑着说：“别看大气球比小气球大，但内部的压力还是小气球大。两个气球连通以后，气体就从压力大的小气球通过短管跑到大气球

里去了。所以我们这个实验又可以叫‘小球吹大球’。”

“哦！”同学们这才恍然大悟：怪不得我们吹气球时，开始感到非常费劲，气球一旦吹大后，再继续吹就轻松多了，原来是压力在捣鬼啊！

这节科学实验课真带劲，既轻松活泼，又长知识，我们喜欢这样的实验课！

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