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　　我们每天都被空气包围，可它看不见、摸不着，它真的有重量吗？不用精密仪器，只用气球和简单材料自制天平，就能直观验证空气有重量！这背后藏着质量与重力的物理知识，今天动手做实验，轻松读懂空气重量的奥秘！

💡一、实验主题

　　气球天平（验证空气有重量）制作实验

　　核心：通过自制天平对比充气与放气气球的重量差异，验证空气具有质量（重量），理解空气虽无形但有物理属性。

🔧二、准备材料

　　· 细木棍 1 根（长约 40 厘米，做天平横梁）

　　· 一卷棉线（悬挂气球）

　　· 气球 2 个（大小、材质完全相同，对比实验用）

　　· 大的塑料瓶2个（制作简易天平）

　　· 带尖竹签一根（做天平支点）

　　· 打气筒一个（向气球中充入空气）

　　· 细针一枚（戳破气球用，注意安全）

　　· 双面胶、透明胶布、剪刀（制作工具）

📝三、实验步骤

　　1.制作加高版简易天平（简易天平制作的详细内容可参见4月6日本公众号文章“亲子动手——手搓一架简单的小天平”）

　　· 将两个塑料瓶的瓶盖位置，通过双面胶粘在一起，下面的瓶子装入适量水增加稳定性，作为加高版简易天平的底座。

　　· 在上面的塑料瓶靠上端的位置，用竹签贯穿，并伸出5~8厘米，作为天平的支点。

　　· 将细木棍中间绑上棉线，棉线另一端绑到伸出的天平支点的末端，调节棉线绑在细木棍中间的位置，让细木棍自然下垂后可以保持平衡。

　　【提示】如果怕棉线绑在细木棍上会滑动，可在调节平衡后，用透明胶布固定一下绑点。

　　2.悬挂气球（关键对比准备）

　　· 用打气筒向两个气球中充入空气，保持大小一致，分别系一根棉线，其中一只气球上贴一小块透明胶布。

　　【说明】用打气筒充气而不是用口吹，是因为口吹出来的气体和空气不一样，感兴趣的小伙伴可以自己查一下吹出来的气体和空气的有什么不同哦。

　　· 将两个气球的棉线的另一端，分别绑在细木棍的两端，注意线不要太长，留2~3厘米。

　　【提示】注意两只气球基本平衡后，不要接触到桌面，请保持气球底端离桌面最少5厘米。

　　3.平衡微调与观察

　　· 若初始天平轻微倾斜，可微调两只气球在木棍两端的位置，微调至完全水平平衡。

　　· 静置片刻，仔细观察天平两端的状态，记录气球位置。

　　4.气球放气，观察变化

　　· 选择贴透明胶布的气球，用细针在透明胶布的位置扎几个小孔，慢慢将气球的空气放走。

　　· 气球空气放空后，小心松开手，静置片刻，观察天平两端的状态，记录气球位置。

　　【说明】充气的气球贴了透明胶布后，用针戳透明胶布的位置，气球不会爆炸，只会慢慢漏气。

👀四、实验现象

　　其中一只气球空气完全放空后，呈干瘪状态，此时松开手，天平水平平衡发生变化，瘪气球一端翘起，充气气球一端沉下；

　　静置时间越长，倾斜状态越稳定，天平不会自动恢复水平。

📚五、实验原理

　　这个实验核心结论：空气是有重量（质量）的，而且气球充气后会变得更重。

　　· 空气本身有质量，所以它会受到重力，表现为重量。平时我们感觉不到，是因为周围空气分布均匀，浮力和重力互相抵消。

　　· 气球充气后，橡胶皮被撑开，气球的弹性张力会向内挤压里面的空气，使内部空气被压缩，充入了更多空气。同样体积下，空气越多，质量就越大、重量也越大。

　　· 瘪气球里几乎没有空气，只有很薄的橡胶皮，重量很小；充气气球里不仅有空气，而且空气被压缩变密，比同体积的普通空气更重。

　　· 天平两端气球本身重量一样，差异只来自内部空气：充气端因为空气被压缩、密度大、重量大，所以下沉；瘪气球端空气极少，重量小，所以翘起。

　　简单说：空气有重量，气球把空气压缩得更密，让空气变得更重，天平因此倾斜。

🛠️六、实验成功小技巧

　　✅两个气球必须大小、材质完全一致，避免气球本身重量差异影响实验。

　　 ✅棉线系在木棍上的位置在天平平衡后，必须固定（紧紧系牢或用胶固定），不能中途发生改变，否则会影响天平的平衡，影响实验结果的准确。

　　 ✅气球充气要饱满，封口必须扎紧，防止漏气；漏气会导致充气气球重量变轻，实验失败。

　　 ✅支点处摩擦要小，木棍能自由转动，避免摩擦力阻碍天平倾斜。

　　 ✅实验环境无风，气流会吹动气球，干扰天平平衡，影响观察结果。

🔍七、生活中的空气重量应用

　　空气有重量的事实，生活中处处可见：

　　🎈皮球、篮球充气后更沉、更弹：没气的篮球轻飘飘、软塌塌；打足气后变重、变硬、有弹性。因为球里被压缩的空气更重、压力更大。

　　📏降落伞能慢慢落下：降落伞撑开后兜住一大片空气，空气有重量和阻力，会把降落伞托住，让人慢慢落地。

　　🚲轮胎充气支撑车身：自行车、汽车轮胎充入空气，空气重量与压力支撑车身，同时可以缓冲震动。

　　🌬️风扇吹风有推力：风扇能把风推出去、吹动纸片，是因为空气有重量和质量，被扇叶推动就会产生力量。

🧠八、延伸思考（开动小脑袋）

　　如果把实验中的气球换成塑料袋，实验现象会发生变化吗？小伙伴们可以动手试一试，仔细观察现象，再认真想一想：为什么会出现这样的不同呢？（答案在文章的最下方哦）

　　通过这次气球天平实验，我们用简单材料验证了空气有重量的物理事实。看似无形的空气，其实拥有实实在在的物理属性。科学从不遥远，它藏在小小的气球里，藏在我们呼吸的每一口空气中。多动手、多观察、多思考，就能解锁更多隐藏在身边的科学奥秘！

　　下期想看更多有趣的物理实验，记得点赞、关注、转发给爱科学的小伙伴哦！

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《科学与科学教育的基础初探》国家版本数据中心馆藏数据库、CIP数据库　

CIP核准号:　2024092649

出版单位:　湖南科学技术出版社

ISBN:　978-7-5710-2897-8

作者:　古志鸣，王向东，王永丹编著

本书讨论了基础教育阶段的科学教育的若干主题，其中包括对科学课程及任课教师科学素养的讨论和评测学生成绩的原则性建议。书中从不同的角度论述了对科学精神的理解和科学课应该采用探究式教学的根据。本书既注重对科学教育的基础性解释，又有比较具体的操作性解释，可作为帮助广大中小学科学教师提升科学素养和教学技能的读物，也适合对科学和科学教育有兴趣的读者参考。

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✅延伸思考答案

　答案：

　　实验结果会有明显不同：塑料袋充气后和没充气的，天平几乎不会倾斜。

　原理：

　　气球：压缩空气、重量增加明显

　　气球是弹性的，充气后橡胶会绷紧、向内挤压空气，让里面的空气被压缩、密度变大、变得更重。虽然气球在空气中会受到空气浮力，但压缩后空气增加的重量，远大于浮力，所以充气端会下沉。

　　塑料袋：空气不压缩、浮力几乎抵消重量

　　塑料袋几乎没有弹性，充气后不会挤压空气，袋里的空气密度和外面空气一样。此时，塑料袋和里面空气受到的空气浮力，刚好抵消了空气本身的重量，剩下只有很轻的塑料袋本身重量，几乎不会让天平倾斜。

　　简单说：气球把空气压重了，重过浮力；塑料袋里空气没被压缩，浮力抵消了空气重量，所以天平不动。

　　对于浮力原理，爱科学的小伙伴们可以关注我们后续的小实验哦。