活动设计

活动名称

摩擦蛙

实验条件及材料

一张20 厘米×20 厘米的纸板

两根5 厘米长的吸管

细绳

胶带

剪刀

彩色笔、铅笔、蜡笔、颜料或其他彩笔（图1）

其他装饰品

制作发射装置

（1）在纸板上画出一只青蛙的轮廓，确保其身体最宽处至少有7 厘米，将青蛙剪下来并进行装饰（图2）。

（2）用胶带将两根吸管并排粘在纸板背面，形成倒V 形，吸管距离其中一端的边缘约为1 厘米，距离另一端边缘约为5厘米；剪一段2 米长的细绳，然后将其穿过靠在一起的吸管，使绳子的两端垂在青蛙下方（图3）。

（4）请一个帮手站在椅子或桌子上，将一支铅笔穿过青蛙顶部的绳圈，用双手握住绳子的两端，先向下拉其中一端，然后再向下拉另一端，重复左右拉绳子的动作，观察一下你的青蛙是不是爬上去了。

（5）当青蛙沿着绳子向上移动时，继续像活塞一样拉动你的手臂，并慢慢地将你的手臂分开得更宽一些（图4）。

（6）如果你想增加一些难度，可以在绳子上涂一些食用油。看看你的青蛙现在爬得怎么样了。

活动概述

你可能觉得这只青蛙会因为重力而沿着绳子向下滑，但当你拉动绳子时，会产生另外一种力支撑住青蛙，这种力就是绳子和吸管之间的摩擦力，摩擦力是一种作用于移动物体的力。虽然绳子和吸管看起来非常光滑，但当你在显微镜下观察时，会发现它们的表面呈锯齿状，很粗糙，而吸管摆放的角度意味着它们会始终接触到绳子。当你向下拉动其中一根绳子时，它就会穿过吸管，吸管的微观粗糙表面会紧紧抓住绳子，阻止青蛙滑落。

如果你使用了食用油，你会发现青蛙很难向上爬，因为食用油是一种润滑剂，会使吸管和绳子的表面变得光滑，减少了它们之间的摩擦，只有很少的动力转化成摩擦力。

两个物体表面越粗糙，它们之间的摩擦力就越大。你可以使用管状意大利面和羊毛开展此项实验，但如果摩擦力太大，你就无法将羊毛绳拉过意大利面的面管了！

现实生活中的科学

汽车需要摩擦力才能开始移动、刹车时停止及转向。轮胎制造商需要摩擦力停止和启动汽车，但摩擦力太大意味着汽车会消耗过多的燃料。而汽车的发动机有数百个运动部件，它们之间不断地相互摩擦，会磨损发动机部件，需要使用发动机油作为润滑剂减少这种摩擦，延长部件的使用寿命。

当你沿着结霜或结冰的人行道行走时，摩擦力就会发挥作用，冰面太光滑意味着你的鞋子抓不住地面，容易滑倒。生活在寒冷地区的人们和足球运动员会穿着带有尖刺或粗糙鞋底的鞋子，就是为了增加鞋子与冰面或草地之间的摩擦力。

如果你是一名宇航员，面对的将是宇宙飞船返回地球时来自大气层的摩擦力。由于航天飞机的行驶速度非常快，撞击飞船的空气分子会产生大量热量，太空舱外部的隔热层可以保护宇航员免受高温的影响。摩擦常常会产生热量，你可以试着揉搓双手感受一下。

活动名称

变色花

通过本次活动，你能够学到一种有趣的方法，让花朵变成任何你想要的颜色，它们可以作为生日或母亲节等节日的绝佳礼物。

注意事项

本次活动将会使用刀具切割花茎，请一位成年人协助完成相关步骤。

实验条件及材料

白色花瓣的花朵（白色康乃馨或菊花效果最好）

食用色素（一种或多种颜色）

1 ～ 4 个杯子

勺子

水

削皮刀

制作经典的单色花

（1）将一个杯子装满大约3/4 的水（图1），选择一种你喜欢的食用色素，往水杯中添加10 滴左右，然后用勺子搅拌均匀（图2）。

（2）将花放入杯子中，如果需要，可以用刀切掉一部分花茎（图3），等待2 ～ 3 天，花朵需要一段时间才能完全变色，请注意持续观察，看看颜色是如何遍布花瓣的。

制作多彩的花朵

（1）准备2 个相同大小的杯子，并在每个杯子中加入约3/4 的水；选择两种不同颜色的食用色素，分别在每个杯子中添加约10 滴的食用色素，用勺子搅拌均匀（图4）。

（2）剪掉一部分花茎，同时将将花茎的底部纵向切成两半（图5），并将每一半放入不同的杯子中（图6）。

（3）你可以根据自己的喜好制作多种不同颜色的花朵，你需要的只是一杯足够多的加有食用色素的水，并且能够持续切割花茎而不会使其变得太短。

（4）等待2 ～ 3 天，让颜色遍布整个花瓣（图7）。

活动概述

花朵通过根部吸收水分，水分会沿着花茎进入花瓣。即使没有根部，花朵仍然可以通过花茎获取水分。水可以沿着花茎向上流动的主要原因之一是一种被称为“毛细管作用”的力。

毛细管作用发生在狭窄的管子中，这些管子可以由玻璃、塑料制成，或者像本次实验活动中的情况，由花茎内的微小管状细胞构成。每个管状细胞的直径只有几微米（也就是千分之一毫米），非常窄，毛细管作用之所以起作用，是因为水分子更容易被毛细管壁吸引，而不是周围的其他水分子，使得水分可以沿着管壁向上攀爬，看起来像是克服了重力。

毛细管作用是水从杯子流向花瓣的重要原因之一，但是花朵是如何改变颜色的呢？在水沿着花茎向花瓣流动的过程中，水分子会携带一部分食用色素。水一旦到达花瓣，就会被蒸发掉，食用色素则被留在花瓣，这就是花瓣可以改变颜色的原因，由此我们就可以制作出一份美丽的礼物或一些好看的东西。

（NiNi 编译）