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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


Slide 7

正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


Slide 8

正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


Slide 13

正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


Slide 15

正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


Slide 16

正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


Slide 19

正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/


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正興國中
二年級資優班
自然科技組
組員：莫語紓

余芷璘

一、研究動機
有一次參加科工館的科學活動，
做“浮沉子”這項實驗時，發現只要
輕壓寶特瓶身，就可以使瓶中的浮沉
子上下移動，十分有趣，決定朝這方
面去研究；我們希望藉此次的研究了
解浮沉子的原理，並嘗試用簡單容易
取得的日常用品來製作，檢討改進其
運用。

二、研究目的
1.探討兩種浮沉子形式：開放式及封閉
式浮沉子所應用的原理。
這是蕭次融教
授所做的點滴
型浮沉子.
卡哇咿!!

2.針對開放式浮沉子：
(1)穿孔的大小是否會影響浮沉子

移動的速度？
(2)在比重不同的溶液中，移動速

度有何不同？

3.針對封閉式浮沉子：

(1)汽球大小是否影響浮沉子的移
動速度？

(2)浮沉子的配重對移動速度的影
響？

(3)瓶中空氣量和所施力的關係？
(4)水溫對浮沉子的影響？

三、研究器材
透明的小瓶子(2個)、熱融膠、鐵釘
（穿孔用）、熱融槍、螺帽（4個）、
汽球（6個）、橡皮筋（4條）、氣嘴
（4個）、鐵墊圈（數個）、寶特瓶、
水、打氣筒、球針（2個）、大塑膠
桶、冰塊、溫度計。

四、研究步驟
一.浮沉子的製作
“開放式”浮沉子的做法：1在透明
小瓶子的瓶蓋上用鐵釘鑽一個洞；
2用熱融膠把螺帽黏在瓶蓋上；3調
整瓶中的水量，放入裝水的寶特瓶
中，使浮沉子恰好浮出水面一些。

“封閉式”浮沉子的做法：1將汽
球套在氣嘴上，用橡皮筋綁緊；2
用打氣筒將空氣打入汽球，使汽
球膨脹；3在氣嘴上套適量的鐵墊
圈，再以螺帽鎖緊氣嘴，避免鐵
墊圈滑落；4將浮沉子放入裝水的
大塑膠桶中，使其恰好浮出水面
一些。

二.實驗：封閉式浮沉子的汽球大
小、配重，瓶中空氣量及水溫的
影響。
1.汽球大小：用打氣筒打氣，由於打
入的空氣量不同，汽球的大小也不同，
套上相同數量的墊圈，不做任何調整，
直接放入瓶中，用手壓瓶身，觀察浮
沉子在水中移動的情形。

2.配重：用同一封閉式浮沉子，
改變所套的墊圈數，觀察其影響。

3.空氣量：先倒入半瓶水，將調
整好的浮沉子放入，用手壓瓶身，
使浮沉子下沉；加水至水滿，再
壓瓶身，使浮沉子下沉，比較兩
次施予瓶身的力之大小。

4.水溫：將冰塊丟入瓶中，觀察浮
沉子的變化並記錄水溫；將冰水倒
掉一半，加入1/4常溫水，使浮沉
子保持下沉狀態，慢慢加入熱水，
觀察浮沉子的變化並記錄水溫。

五、研究結果與討論
(一)浮沉子所用的定律：
阿基米得原理：物體在液體中所受的
浮力等於所排開的液重。
巴斯卡原理：密閉流體的任何一部分
一旦受到壓力，此壓力可傳至流體的
每一個部分，且壓力大小不變。

波以耳定律：密閉容器內的氣體，
在溫度不變的情況下，氣體的壓力
與氣體的體積成反比(PV=定值)。
波以耳－查理定律：符合下列公式
的氣體，稱為理想氣體，在壓力不
變情況下，體積與絕對溫度成正比
。
公式:

(二)探討浮沉原理：
開放式：將浮沉子放入寶特
瓶，手施壓於瓶身，水中各點
所受壓力相同。壓時浮沉子外
部水壓增加，大於內部空氣壓
力，而將水擠壓入浮沉子內，
使浮沉子總重量增加，大於所
受浮力而下沉；放開時則反
之。

封閉式：將浮沉子放入寶特瓶，
手施壓於瓶身，水中各點所受壓
力相同。壓時浮沉子外部水壓增
加，大於內部空氣壓力，將汽球
壓縮使其體積變小，浮沉子所受
浮力也因而變小，而下沉；放開
時則反之。

(三)封閉式浮沉子的實驗：
1.汽球較大時，需施予瓶身較大
壓力浮沉子才會下沉；若汽球過
大，則浮沉子不會下沉。反之，
汽球較小時，只需輕壓瓶身即可
使浮沉子下沉，若汽球過小，則
放入水中後便直接下沉，不上
浮。

2.墊圈一個重量約為3.50g，平時
做實驗都套6個墊圈，這次我們分
別改成套7個與套8個，發現雖然每
次只差1個墊圈，但浮沉子移動的
速度卻有很大的差異，墊圈數越多，
下沉速度越快。

3.當瓶中只裝半瓶水時，需施予
瓶身很大的壓力才可使浮沉子下
沉；但是當瓶中裝滿水時，只需
輕輕按壓瓶身就可使浮沉子下沉。
總之，水裝的越多，所施予瓶身
的壓力就越小。

4.加入冰塊後不久，汽球遇冷而
收縮，浮沉子體積變小，所受的
浮力也變小而下沉，當時水溫約
為7~8℃；將熱水倒入瓶中後，汽
球遇熱而膨脹，浮沉子的體積變
大，所受的浮力也變大而上浮，
當時水溫約為60~70℃。

六、結論
藉由此次研究，我們發現日常生活
中有許多事物也是利用浮沉子的原
理，如：潛水艇、釣魚用的浮標與鉛
錘等。讓我們一起來動動腦：利用浮
沉子的原理，還可以發明哪些實用的
東西呢？這就有待大家一起努力囉！

七、補充資料
其他類型的浮沉子：
作法：使用點滴吸管
1.取點滴吸管(塑膠製)。2.將細管部
分剪掉，留約1公分。3.從點滴吸管的
細管方向插入銅釘(不易生銹)數支，
即成「浮沈子」。4.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

作法：使用一般吸管
1.取一般吸管(可彎曲)數支。可
選用不同顏色，以便觀察。2.取
適當長度(約10公分)。3.將吸管
折成兩段（須等長）。4.將一般
髮夾兩端分別插入吸管的兩個管
口，使兩管口固定在一起，即成
「浮沉子」。5.將浮沉子置於杯
內的水中，試其浮沉的程度。

八、參考資料
•小百科報報第47期
•「浮沉玩偶」－台灣師範大學化學系
蕭次融教授
•科學教育月刊第132期 民國79年9月
•科學教育月刊第137期 民國80年2月
•民國84年遠哲科學趣味競賽手冊6~9頁
•「科學實驗」－莊毓文 宇聯出版社
•http：//pck.bio.ncue.edu.tw/