紙船承重

2024年1月8日發(作者：有個傻瓜愛著你)

科技課上，老師組織我們開展了第一個項目——紙船承重。老師要求我們用一張A4紙，不許裁剪、粘貼，在5分鐘內折疊出任意形狀的紙船，置于水面上。一枚一枚地往船里頭投1元硬幣，沉后計量硬幣的數量。

同學們折出了各式各樣的船。有的是傳統小舟、游艇、元寶船，有的是平面炮艇、帆船，有的是小方盒、大方盒……

經過多次實驗，我的最高成績也才72枚，同學們的成績也不盡人意。我腦海里冒出一個小問號：“紙船承重”里到底蘊含著什么奧秘呢？

我想起科學課上，老師剛剛講的浮力知識。他說過在水面浮著的物體所受到的浮力等于它自身的重力，而浮力又與物體排開水的重力相聯系。因此，我認為船的排水量大，浮力就大，那就得體積大，載重量才會大。可是，紙的大小是規定了的，如何將船做得體積最大呢？我們用的是A4紙，只能折成長方體時，體積才大。A4紙長約30厘米，寬為21厘米。于是，我運用數學課上剛學的長方體體積公式：V=abh及奧數方法將h分別設定為1厘米、2厘米、3厘米……計算出它的體積。如下表：

長（cm）

寬（cm）

高（cm）

體積（cm3）

28

19

1

5326

17

2

8824

15

3

1080

各 項 數 據

22

13

4

1144

20

44

5

1100

18

9

6

97……

……

……

……

2

4

2

從上表可以看出，當高為4厘米時，紙船的體積最大。

接下來，我制作了4個不同的紙船，分別標為“A”、“B”、“C”、“D”，作為第一組實驗用船。然后，我又折了與第一組完全相同的4個紙船，分別標為“A’”、“B’”、“C’”、“D’”，作為第二組實驗用船（如圖1）。我用1角的硬幣（沒有那么多1元的）進行了實驗（如圖2）。

圖1

圖2

兩組實驗后，得出的結果如下：

編號

A

B

C

D

長（cm） 寬（cm） 高（cm） 積（cm3） 硬幣數量（個）

21.7

20

25.8

15.5

13

13

10.6

15

4

4

2

2.5

1128.4

1040

546.96

581.25

109

146

97

112

實驗一

編號

A'

B'

C'

D'

長（cm） 寬（cm） 高（cm） 積（cm3） 硬幣數量（個）

21.7

20

25.8

15.5

13

13

10.6

15

4

4

2

2.5

1128.4

1040

546.96

581.25

158

133

134

157

實驗二

這一下，我更糊涂了：怎么第二組比第一組的成績要好？為什么體積最大的船并不一定是裝得最多的？于是，我去向電腦請教。查了好多資料，我才探到了其中的奧秘。原來，紙船體積大是浮力大的充分必要條件，但影響紙船載重量的因素還有很多，如：紙船的牢固性，投幣的速度、方法等。也就是說，要想取得好的成績，應該做到以下幾點：

1、要將紙船折得盡可能大，而且要結實，否則會很快散架。

2、要掌握好投幣的速度。過快、用力過大會把船擊沉；過慢，水將船底浸濕，紙船會受壓變形而解體。

3、投幣時要穩、均勻，防止船體因傾斜而發生側翻。