教案：校本課程(物理趣味知識及實驗).doc

.可編輯修改，可打印別找了你想要的都有！ 精品教育資料全冊教案，試卷，教學課件，教學設計等一站式服務全力滿足教學需求，真實規(guī)劃教學環(huán)節(jié)最新全面教學資源，打造完美教學模式前 言本書主要針對高中學生開設，涵蓋了貼近學生生活物理知識以及現(xiàn)實所學內容的簡單實驗趣味制作，以讓學生更多了解物理在生活中的應用。本課程的內容基于學生已有的知識結構，共設置兩篇。第一篇為“趣味實驗與制作”主要介紹與學生課堂相關的簡單易操作的實驗以及學生可以利用熟悉的身邊資源進行的一些制作。目的是為了培養(yǎng)學生的學習興趣，以及提高學生的綜合素質。第二篇為“物理與生活”。主要介紹與學生生活相關的體現(xiàn)物理知識的內容以及簡單介紹一些與物理有關的最新科學發(fā)現(xiàn)。通過第一篇的學習，能讓每個學生根據(jù)不同發(fā)展需要，讓學生經(jīng)歷探究過程，參與觀察、思考、動手，時刻讓他們保留成功的欲望，享受成功的樂趣，以獲得理解能力和深層次的情感體驗，激發(fā)學生學習物理的濃厚興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，幫助學生認識物理與人類生活的密切關系，培養(yǎng)學生的社會責任感和參與意識。通過本課程第二篇的閱讀，可以增長學生的見識，拓展學生的視野。而且可以引導學生注意觀察生活，從而體會到物理就在身邊。由于種種原因，難免有不足之處，望讀者批評指正！第 一 篇趣味探究與制作第一課 驗證平行四邊形定則的模型制作背景資料驗證互成角度的兩個力合成時，我們一般選用平行邊形定則，其一般的實驗過程為（1）用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上。（2）用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。（3）用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，將結點拉到某一位置O，記錄兩彈簧秤的示數(shù)，用鉛筆記下O點的位置及此時兩條細繩套的方向。（4）用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標度作出F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F的圖示。（5）用一只彈簧秤鉤住細繩套，把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)F和細繩的方向.按選定的標度沿記錄的方向作出拉力F的圖示。（6）比較力F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向，看它們是否相等。一、制作目的驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則二、制作原理如果使F1、F2的共同作用效果與另一個力F的作用效果相同，那么根據(jù)F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F，應與F在實驗誤差允許范圍內大小相等、方向相同3、 材料準備：固定材料自選（如長型木條等）、刻度尺、螺絲釘4、 制作過程：（1） 選用五根長形木條，其中四根代表平行四邊形的四條邊，一根代表合力邊。（2） 利用刻度尺、小刀和鋼筆在相鄰兩條木條上按一定的比列標出刻度，代表力的大小。（3） 用（2）步的方法同樣標出代表合力的木條的刻度，代表合力的大小。（4） 分別在木條的鏈接處利用螺絲釘將木條固定住（仍可以活動），模型如圖（上圖是我校興趣小組學生所作模型展示）（5） 通過改變兩根木條（代表兩個分力）的夾角，可以很直觀地看出合力的改變情況，通過刻度可以計算出合力的大小，從而驗證平行四邊形定則。課堂評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價第二課 顯示微小形變的方法探背景資料生活中的形變無處不在，面包上的手印，扎頭發(fā)用的橡皮筋，凹陷的沙發(fā)，撥動的琴弦這些都是生活中常見的形變現(xiàn)象，這些形變比較明顯，容易觀察，但是有的形變卻很難直接觀察到，例如：一輛汽車行駛在大橋上，橋面會產(chǎn)生形變，用鋼絲懸掛一個蘋果，鋼絲也會發(fā)生形變，這些都屬于微小形變，不容易觀察，對于不容易觀察到的微小形變，可以通過某些實驗裝置來驗證其存在。 物理中很多概念是抽象得讓人無法想象，譬如說“力”；物理中的很多現(xiàn)象不明顯，肉眼是看不到的，譬如說書放在水平桌面上我們都難以想象桌面發(fā)生了形變向下彎曲。那么這種微小的形變我們必須想辦法看到它，這也就給我們提出了實驗設計的難題?，F(xiàn)在我就研究微小形變的方案予以闡述。 方案一：數(shù)學原理：柱體表面積一定時，圓柱的體積最大 在高中物理（必修）第一冊彈力的課后練習中，是利用如圖1所示的裝置來演示微小形變的。其在教學中按照此法演示，因液面升降的幅度很小，很難取得預期的效果。筆者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，若將此裝置略加改動，并添加必要的步驟，效果較為理想，改動方法如下：將細玻璃管的一端在酒精燈上加熱后拉成如圖2所示的形狀，將較粗的一端少許插入紅墨水中，用手封住細端后將玻璃管提出，連同橡皮塞一起插入裝滿紅墨水的扁玻璃瓶后放手，在細玻管中將形成被空氣分開的紅墨水和水兩段液體柱，通過擠壓橡皮塞等方法將紅墨水部分的液體柱調整到玻璃管粗細交接的一段（如圖2所示）這樣，再用手擠壓扁玻璃瓶時，細管中紅墨水部分液體柱的升降就更為明顯，演示效果更佳。還有一種方法，那就是把普通玻璃管換成把玻璃泡去掉了的溫度計上的毛細管，這樣紅色液體柱上升的高度就明顯些。 方案二：光的原理：利用光的反射 在教材中是這樣設置實驗的：如圖3，一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩平面鏡反射，最后射到墻上形成一個光點用力壓桌面，鏡子要向箭頭方向傾斜由于兩面鏡子之間的距離較大，光點會在墻上有明顯的移動，把桌面的形變顯示出來我對實驗裝置做了如下改進，如圖4，用一面鏡子，把光點投在天花板上。一方面，實驗器材更簡單，另一方面，光點投到天花板上更容易找到。如果采用教材中的實驗裝置時光點投到教室的窗玻璃上或窗簾上，難以尋覓。但是在這個實驗中平面鏡應該足夠小，否則也會影響實驗效果。 方案三：力學原理：利用初中所學杠桿原理如圖5為裝置圖（小黑點為杠桿支點），當在薄板桌面下掛上重物時，桌面向下彎曲，帶動與之相連的杠桿裝置，將微小形變逐步放大，指針向上轉動較大角度。 由圖5所示的位置變?yōu)閳D6所示的位置 方案四：力學原 力是物體運動狀態(tài)改變的原因。 在一張足夠光滑的水平放置的大桌子上近距離放置兩個光滑小球，兩小球靜止，你用手輕輕地在兩球之間的桌面上用力按，觀察會有什么現(xiàn)象？你會發(fā)現(xiàn)小球會向你手按的地方滾動。這個現(xiàn)象也說明當我們用手按兩球之間的桌面時，桌面發(fā)生了微小的形變。 以上是我研究物體發(fā)微小形變的一些不成熟的方法，希望大家多指點，并期待在研究物體微小形變這方面有更好的發(fā)展。愛因斯坦說過：一個問題的提出往往比解決一個問題更難，讓我們時刻準備著發(fā)現(xiàn)問題吧課堂評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價第三課 潛望鏡制作背景資料 大家知道，光是沿直線傳播的，而且當光照射到平面鏡上，產(chǎn)生發(fā)射，人們利用這些原理制作出了各種各樣的裝置，這些裝置為人們服務，潛望鏡就是其中一種。潛望鏡是指從海面下伸出海面或從低洼坑道伸出地面，用以窺探海面或地面上活動的裝置。其構造與普通地上望遠鏡相同，唯另加兩個反射鏡使物光經(jīng)兩次反射而折向眼中。潛望鏡常用于潛水艇，坑道和坦克內用以觀察敵情。材料準備：做潛望鏡只需要兩面一樣大的小方鏡和一塊硬紙板。假如你的小鏡子長十厘米，寬七厘米，這樣，你就應該準備一張寬47=28厘米的硬紙板。紙板的長度可以根據(jù)條件自己決定。紙板長一些，潛望鏡就可以做得高一些。制作過程在紙板上劃出三條平行線，象圖中所表示的一樣，每條線之間的距離都是七厘米。把涂黑的部分剪去。用刀子沿著虛線劃一個痕跡（注意不要劃透）。然后，利用桌邊折一下，這樣就做成一個長方形的盒子，用牛皮紙把它粘好。用白膠布把小鏡子象下艇在水下航行的時候，也必須利用潛望鏡觀察海面的情況。制作過程：買兩塊小鏡子。用硬紙片做兩個直角彎頭圓筒，直徑比小鏡子稍大。在紙筒的兩直角處各開一個45度的斜口，將兩面小鏡子相對插入斜口內（如圖所示），用紙條粘好，把兩個直角筒套在一起，即成一個簡單的潛望鏡。 （理論圖） （實物圖、我校學生作品）課堂評價 學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價第四課 滴水點燈背景資料主持人已經(jīng)說過，這個實驗叫“滴水點燈” 。所謂滴水點燈，就是用水去點燃燈火。有句俗話說：“水火不相融”。這句話恐怕沒有不知道的。而主持人卻說滴水點燈，不是天方夜潭嗎？請別過早加以否定。許多看來與常規(guī)相悖的事情，在一定條件下可以轉化。譬如說，冰是涼的，但高壓下可以得到熱冰。半導體導電性能介于導體與絕緣體之間，用它制成的光敏管，阻值卻隨光線強弱而變化。這些例子，可以說明事物不是僵死的、一成不變的。說到這里，有人心里嘀咕：眼見為實，耳聽為虛。你說滴水點燈，那就演示演示吧。對，還有什么比親眼所見更令人信服呢，事實才是最好答案！下面，我將用水把電燈點亮。這是一個小電珠、水槽，水槽旁邊有一杯水。拿起水杯，將水倒進水槽，注意電珠是否點亮。電珠亮起來了，光芒四射。它照亮了三尺講臺，也照亮了我們的心：滴水點燈，這是千真萬確的事實！奇怪嗎？不奇怪！不奇怪嗎？奇怪！奇怪者，以水點燈也。不奇怪者水并沒有真正燃燒。電珠亮起，因為連接電池的電路通了，電珠不亮，可能是連接電池的線路斷開。打開蓋子，我們看到這里有兩節(jié)干電池，電池的兩端用導線接到電珠上。將連接電珠的導線截去一段后安上絕緣水槽，往槽中倒水，水淹過連接水槽一端導線的金屬板，電路接通，電珠就亮了。當然，水是電的不良導體，因此，應事先在水中加點食鹽。這樣，水槽里的水就成了導電液，其作用等于補上截去的那段導線。剛才，我演示的是食鹽水作導體使連接電池和電珠的電路相通。下面的表演中，我們會看到比這更為奇特的現(xiàn)象呢。制作材料：一號電池兩節(jié)；電池盒一個；電珠座一個；電珠一個；三極管（9013）一只；塑料盒（約962 cm）一個；木板、導線、銅皮適量制作過程：1) 作支架：用木板做一個221425 cm的無底木盒，將2542 cm的木板豎立在盒上，用釘子釘牢2)作導電水槽：用塑料盒做水槽，用銅皮做電極。將2片長約3 cm的條形銅皮用易熔膠粘在塑料盒兩端底部，并用易熔膠把塑料盒粘在支架底盒前面。3) 裝電池盒與電珠座：用白乳膠將電池盒粘在立柱與塑料盒之間的底盒上將電珠座如圖固定在立柱上，使電珠座距立柱頂部約2 cm，見圖然后，在立柱旁，電池盒底部、塑料盒兩電極旁分別鉆兩個孔（共6個孔），用于連接導線4)連接電路：按圖連接電路，并注意將三極管、導線隱蔽在底部。實驗方法與現(xiàn)象：安上小電珠，用燒杯裝好鹽水，將鹽水徐徐倒入小槽，電珠即被“點”亮原理解釋：未倒鹽水前，水槽中兩電極斷路，電珠不亮倒鹽水后，因鹽水導電，兩電極通路，電珠發(fā)亮課堂評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價第五課 游標卡尺的研究與模型制作背景資料游標卡尺，是一種測量長度、內外徑、深度的量具。游標卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的游標兩部分構成。主尺一般以毫米為單位，而游標上則有10、20或50個分格，根據(jù)分格的不同，游標卡尺可分為十分度游標卡尺、二十分度游標卡尺、五十分度格游標卡尺等。游標卡尺的主尺和游標上有兩副活動量爪，分別是內測量爪和外測量爪，內測量爪通常用來測量內徑，外測量爪通常用來測量長度和外徑。研究目的：1應用所學物理等方面的科學知識；2培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力；3培養(yǎng)學生科學精神和科學態(tài)度；4培養(yǎng)學生合作能力；研究背景： 游標卡尺的使用是現(xiàn)行高中物理第一冊教材中一個基本的學生實驗，也是高考的熱點內容。教材以精度為01mm游標卡尺為例詳細講解了游標卡尺的構造原理和讀數(shù)方法，而對精度為005mm和精度為002mm的游標卡尺只作了簡單介紹。目前我們學校實驗室配備的都是精度為002mm的游標卡尺，對精度為005mm的游標卡尺讀數(shù)的訓練，一般只能紙上談兵，以致學生認識模糊，考試中錯誤率較高。制作原理： 研究游標卡尺的構造原理，用紙親手制作游標卡尺模型，以求在制作的過程中進一步掌握游標卡尺的構造原理和讀數(shù)原理。制作過程：（下面介紹紙質精度為005mm游標卡尺模型制作方法）1材料和工具：較厚的白色或淺色包裝盒紙板、毫米刻度尺、刀片、膠水等。2用鉛筆按下圖的形狀和尺寸（單位為mm，尺寸供參考）在紙板上先畫線，再用刀片切出主尺A、游標尺B1、游標尺B2、上嵌條C、下嵌條D五塊，其中B2的陰影部分挖去。3用紅色細鋼筆準確描出長約17mm的刻度，即為主尺刻度。4根據(jù)平面幾何中平行線等分段定理，在白紙上將19mm的長度20等分，用細鋼筆畫出刻度線，切成約8mm寬的游標尺刻度。5安裝：首先從下到上按B1、C、D、B2的順序用膠水粘在一起構成游標尺，待膠水干后將主尺A的右端從做好的游標尺左邊空隙插入。課堂評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價第六課 失重現(xiàn)象小實驗背景資料 失重現(xiàn)象”是高中物理（試驗修訂本必修）第一冊第三章第七節(jié)的內容，失重現(xiàn)象是物理學中一種很神奇的現(xiàn)象，產(chǎn)生失重現(xiàn)象的物體的視重為零，就好像沒有重力一樣（實際上重力仍然存在），產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是當物體向下的加速度等于g時，物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）等于零。你能夠想像出失重的條件下會發(fā)生什么現(xiàn)象嗎？你設想地球上一旦重力消失，會發(fā)生什么現(xiàn)象，在宇宙飛船中就會發(fā)生什么現(xiàn)象。物體將飄在空中，液滴呈絕對球形，氣泡在液體中將污泥濁水上浮。宇航員站著睡覺和躺著睡覺一樣舒服，走路務必小心，以防不慎，將“上不著天、下不著地”食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，進入宇航員的眼睛、鼻孔你還可以繼續(xù)發(fā)揮你的想像力，舉出更多的現(xiàn)象來一、鏈條失 自制一木架，在木架上端懸掛一根細鏈條，使鏈條的一端A固定在木架橫梁上，另一端B用細線系在鏈條A端的一個環(huán)上（為使現(xiàn)象明顯可使鏈條長一些，在B端掛一個鉤碼）.此裝置放在帶有托盤的臺秤上，如圖1所示，裝置靜止時觀察臺秤指針所指的示數(shù).點燃火柴燒斷系住鏈條B端的細線，這時引導學生觀察臺秤示數(shù)的變化，可觀察到臺秤示數(shù)變小.這說明鏈條下落時發(fā)生了失重現(xiàn)象.但當這一半鏈條下落到被上一半鏈條拉住靜止時，臺秤又恢復到原來的示數(shù).二、壓力消失現(xiàn)象 在一個平底吊盤上放一個重物m，把一張薄紙條A的一端壓在重物m和吊盤之間，如圖2所示，紙條盡量窄且不很結實.當抽動一端時，紙條輕易地被拉斷.實驗時，一只手把紙條的另一端固定，另一只手提著盤的吊線B（也可以請學生上講臺來幫助教師完成此實驗）.先用手提著盤和重物慢慢下降，則紙條先被拉緊，接著就斷裂了.這是因為紙條被重物壓著的一端存在靜摩擦力的作用.第二次換一張同樣的紙條，把紙條的一端壓在重物和盤之間，另一端固定，但是提吊線B的手突然放開，使盤和重物同時自由下落，可以看到紙條不但沒有被拉斷而且完好如初.這是因為自由下落過程中重物完全失重，不受盤的支持力，其反作用力重物對盤的壓力也就消失了，使靜摩擦力不復存在.因此，可以從容地拉出紙條. 三、噴泉失射現(xiàn)象 取一只舊塑料瓶（如可樂瓶），在瓶的一端側壁上鉆幾個小孔，用手指堵住小孔，向瓶中裝滿水（向水中滴幾滴紅墨水，便于看得更清楚），松開手指，則水就會噴射出來.這是水的重量產(chǎn)生的壓強對瓶壁的作用.如果松開了拿瓶的手，讓瓶自由下落，這時可以看到水立即停止噴出.這是因為正在自由下落的水處于完全失重狀態(tài)，水層之間不再存在壓力，故水不會從孔中流出. 四、斜面上下滑小車失重現(xiàn)象 用薄三合板自制一個斜面（稍長些），把一小車通過細線固定在斜面的上端，如圖3所示此裝置放在帶有托盤的臺秤上（固定好），待裝置靜止時觀察臺秤指針所指的示數(shù).點燃火柴燒斷系住小車的細線，小車將沿斜面加速下滑，這時可觀察到臺秤示數(shù)變小.這說明小車加速下滑過程中發(fā)生了失重現(xiàn)象.第七課 熱傳導比賽熱從物體溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低的部分的方式叫做熱傳導。背景資料 熱傳導是高中物理熱學現(xiàn)象之一，物體或系統(tǒng)內的各點間有溫度差，是熱傳導的必要條件。 熱傳導其在固體、液體和氣體中均可發(fā)生，但嚴格而言，只有在固體中才是純粹的熱傳導，而流體即使處于靜止狀態(tài)，其中也會由于溫度梯度所造成的密度差而產(chǎn)生自然對流，因此，在流體中對流與熱傳導同時發(fā)生。比賽內容： 把鋼勺、鋁勺、瓷勺、塑料勺插進一只玻璃杯中。在各種勺柄的同等高度上涂一小塊豬油，再在油上粘一粒小豆子。然后給玻璃杯里倒上開水，仔細觀察，看哪個勺柄上的豆子先掉，哪個后掉？ 結果是： 鋁勺柄上的豬油融化得最快，豆子先掉下來；第二個、第三個掉下來的，分別是鋼勺、瓷勺柄上的豆子；而塑料勺柄上的豆子，過了很長時問還掉不下來。 這個實驗說明，不同的物體傳導熱的本領是不同的。人們把善于傳導熱的物體叫做熱的良導體，把不善于傳導熱的物體叫做熱的不良導體?？茖W家通過大量的實驗和研究發(fā)現(xiàn)，固體中的金屬是熱的良導體，其中銀和銅的熱傳導本領又最強；其他的固體大都是不良導體，如石頭、陶瓷、玻璃、木頭、皮革、棉花等等。我們用來做飯、燒菜的鍋都是用善于傳熱的金屬制成的，目的就是能讓熱盡快地傳給待加工的食物。冬季人們穿的是棉衣、毛衣或羽絨衣，因為這類東西都是熱的不良導體，可以保存身體發(fā)出的熱量，達到保暖的目的。第八課 會吹泡的瓶子背景資料 熱脹冷縮是物體的一種基本性質，物體在一般狀態(tài)下受熱以后會膨脹，在受冷的狀態(tài)下會縮小。大多數(shù)物體都具有這種性質。（注：水在4以上會熱脹冷縮而在4以下會冷脹熱縮，而到冰，密度就只有0.9。這意味著，冰將會浮在水面。銻、鉍、鎵和青銅等物質在某些溫度范圍內受熱時收縮，遇冷時會膨脹）。 物體受熱時會膨脹，遇冷時會收縮。這是由于物體內的粒子（原子）運動會隨溫度改變，當溫度上升時，粒子的振動幅度加大，令物體膨脹；但當溫度下降時，粒子的振動幅度便會減少，使物體收縮。物體都有熱脹冷縮的現(xiàn)象，日常生活中我們可以利用這種現(xiàn)象解決一些困難。 制作原理：通過加熱將瓶中的空氣擠出，然后再通過冷卻將水吸到瓶子里。這樣，你就會看到物體的熱脹冷縮。材料準備： 制作過程：1.將吸管放入瓶口，用橡皮泥密封。2.將其他吸管與第一支吸管相接，形成一個長管。3.用一點色素染一下玻璃杯中的水。4.將瓶子置入大盤子，彎曲吸管，使它探入玻璃杯中。5.向瓶壁澆熱水，吸管會排出大大的氣泡。6.再向瓶壁澆冷水。染色的水會經(jīng)吸管吸入瓶中。第九課 神奇的花背景資料一般我們認為，水是往低處流的，但水也可以流向高處！做一個實驗使花改變顏色，你就可以知道，植物是怎樣得生長所需的水的。 材料準備:制作過程：1.給每杯水分別加入不同的色素。2.小心地將一枝花的花莖剪開到花頭下。把每一枝花的莖根修齊。3. 把劈開花莖的花分別放到兩個不同的杯子里。把有完整花莖的那枝花放在第三個杯子里。4. 把花放進一個溫暖的房間。一個小時以后，它們開始改變顏色，它們吸收上來彩色的水，沿著花莖向上移動到達了花瓣。5.把芹菜去根并放進紅顏色的水里，紅色水沿著莖往上升到葉子，芹菜葉子變成了紅色。如果你切開一段芹菜，你就可以看到芹菜攜水上升的葉脈。第 二 篇物理與生活自行車中的物理知識自行車是我們日常生活中一種普遍的交通工具，常見的有普通載重自行車、輕便自行車、山地自行車、童車、賽車、電動自行車等它結構簡單，方便實用，下面分別介紹自行車的有關原理和其中涉及到的相關物理知識。（一）自行車的有關原理 一、車體設計原理：手把連接前輪的轉向機制是輪軸的運用，一般女裝車手把大多比較寬，就是因為把“輪”的半徑加大，可以更省力，騎起來很優(yōu)雅：剎車把手是一個簡單的杠桿，使用者用很小的力就可對剎車片產(chǎn)生很大的壓力：前剎片是利用摩擦力使車輪減速，同時在接地點產(chǎn)生向后的摩擦力來使車體減速以前輪夾式剎車和傳統(tǒng)后輪軸心的盤式剎車來比較，對同樣大小的剎車壓力而言，前者因力臂較長，會比后者有較大的力矩，效果較佳：接地的輪胎也是靠摩擦力使車子前進，剎車也是同樣道理：輪軸中央用滾珠軸承加黃油來減少摩擦，提高傳動效率：踏板是輪軸的運用：前后齒輪是利用鏈條傳動的齒輪系統(tǒng)，因為前大后小，所以費力而省時，可以把車子加速到很快：后齒輪傳動給后輪是一種作用力施在軸上的輪軸系統(tǒng)：有些座墊下方是以彈簧為避震器，是彈簧在日常生活中除了做為彈簧秤外，另一大用途：新型自行車有些裝上油壓避震器，是帕斯卡原理的運用二、為何自行車剛騎動時手把會不自覺轉動？自行車基本上是兩點著地，騎動時可以不倒下是因為兩輪滾動時產(chǎn)生水平方向的角動量；當車子幾乎靜止時角動量消失了，質心要通過底座(人和車體在地面的投影)的機會非常少，不可避免就要倒下，此時若轉動手把就會產(chǎn)生垂直方向的角動量，使車子保持平衡，這點和飛盤轉動時可以保持平穩(wěn)飛行有異曲同工之妙，但因為轉動不是很完整，方向又一再改變，所以一般不能撐很久三、變速原理設前齒輪半徑a、后齒輪半徑b，a/b的比值愈大，可以愈省力，但省力一定較費時，所以車騎得不快，一般在起動時會把a/b調小一點，比較容易克服最大靜摩擦力，之后再把比值變大一輛十段變速的自行車有兩個不同半徑的前輪，后面有五個，以共有十種組合四、剎車原理從運動學的角度來看，急剎車車子可能向前翻倒先考慮前輪剎死的情形：此時以前輪著地點為支點，因車子有向前的慣性(人車的質心明顯在支點右上方)，很容易有向前翻的情形發(fā)生；那后輪剎車的情形又如何呢?如果后輪剎死了車子的慣性一樣向前，但此時前輪對地面的壓力會增大，相對減少后輪的下壓力，所以翻車的機會較少，當然若是向前的慣性實在太大，車子一樣會以前輪為支點旋轉而使后輪會上蹺綜合以上可知：自行車最好不要單獨剎前輪，若只有一個剎車系統(tǒng)應裝在后輪，當然兩輪一起剎車最理想不論用那一輪剎車，前輪的下壓力一定會增大，后輪的一定減少，所以前輪的剎車摩擦力比后輪的大所以在機車或汽車上，效果較佳(當然也較貴)的碟式剎車裝在前輪，后輪再裝鼓式剎車，此即常在汽車廣告中聽到的”前碟后鼓”，但注意使用的前提是前后剎車一定同時作用，以免翻車（二）自行車中的物理知識下圖是一種常見的自行車，在其中涉及到很多物理知識，包括杠桿、輪軸、摩擦、壓強、能量的轉化等力學、熱學及光學知識，下面具體來分析一下一、力學知識1摩擦方面(1)自行車車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋，增大接觸面粗糙程度增大摩擦力(2)車軸處經(jīng)常上一些潤滑油，以減小接觸面粗糙程度，來減小摩擦力(3)所有車軸處均有滾珠，變滑動摩擦為滾動摩擦，來減小摩擦，轉動方便(4)剎車時，需要纂緊剎車把，以增大剎車塊與車圈之間的壓力，從而增大摩擦力，(5)緊蹬自行車前進時，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進的動力，前輪受到的摩擦力方向向后，是自行車前進的阻力；自行車靠慣性前進時，前后輪受到的摩擦力方向均向后，這兩個力均是自行車前進的阻力2壓強方面(1)一般情況下，充足氣的自行車輪胎著地面積大約為S=210Cm5cm=100cm2，當一普通的成年人騎自行車前進時，自行車對地面的壓力大約為F=(500N+150N)=650N，可以計算出自行車對地面的壓強為6.5104Pa(2)在車軸擰螺母處要加一個墊圈，來增大受力面積，減小壓強(3)自行車的腳踏板做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對腳的壓強，(4)自行車的內胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時，氣體的質量越大，壓強越大(5)自行車的車座做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對身體的壓強3輪軸方面(1)自行車的車把相當于一個輪軸，車把相當于輪，前軸為軸，是一個省力杠桿。(2)自行車的腳踏板與中軸也相當于一個輪軸，實質為一個省力杠桿(3)自行車的飛輪也相當于一個省力的輪軸4杠桿方面：自行車的剎車把相當于一個省力杠桿5慣性方面(1)當人騎自行車前進時，停止蹬自行車后，自行車仍然向前走，是由于它有慣性(2)當人騎自行車前進時，若遇到緊急情況，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去6能量轉化方面(1)當人騎自行車下坡時，速度越來越快，是由于下坡時人和自行車的重力勢能轉化為人和自行車的動能(2)當人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來增大人和自行車的動能，這樣上坡時動能轉化為重力勢能，能上得更高一些(3)如圖4所示，自行車的車梯上掛有一個彈簧，在它彈起時，彈簧的彈性勢能轉化為動能，車梯自動彈起7聲學方面(1)自行車的金屬車鈐發(fā)聲是由于鈴蓋在不停的振動，而汽笛發(fā)聲是由于汽笛內的氣體不斷的振動而引起的8齒輪傳動方面(1)線速度和角速度的關系，如圖5所示，設齒輪邊緣的線速度為v ，齒輪的半徑為R，齒輪轉動的角速度為，則有v = R二、熱學知識在夏天自行車輪胎內的氣體不能充得太足，是為了防止自行車爆胎，因為對于質量、體積一定的氣體，當溫度越高，壓強越大，當壓強達到一定程度時，若超過了輪胎的承受能力，就會發(fā)生爆胎的情況三、光學知識在日常生活中，自行車的后面都裝有一個反光鏡，它的設計很巧妙，組成如圖6所示，它是由三個相互垂直的平面鏡組成一個立體直角，用其內表面作為反射面，這叫角反射器當有光線從任意角度射向尾燈時，它都能把光“反向射回”，當光線射向反光鏡時，會使后面的人很容易看到在夜間，當汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上，無論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強遠大于一般的漫反射光，就如發(fā)光的紅燈，足以讓汽車的司機觀察到四、電學方面在有些自行車上裝有小型的發(fā)電裝置，它利用摩擦轉動，就像我們在實驗室中看到的手搖發(fā)電機一樣，發(fā)出的電能供給車燈工作，起到一定的照明作用體育中的物理知識體育是我們最喜歡的課程，平時在體育課中，進行各種各樣的體育活動，其實每一項體育運動中都滲透著許多物理知識，體育和物理形同兄妹般親密，下面介紹 一些運用到物理知識的運動現(xiàn)象。舉重：在舉重比賽中動員上場之前總要在手上擦些“白粉”。這些“白粉”是鎂粉，擦過之后，可增大手與被握物體的摩擦，減少運動中的失誤。跑步：短跑運動員在短跑時要換穿短跑運動鞋，這種鞋的底部安有小釘，運動員在高速奔跑時，小釘可以扎進跑道，有效地防止運動員打滑摔倒。跑步越向內跑道，跑的越快，這是向心力的緣故。跑到終點后，會繼續(xù)前進一段路程，這是慣性在起作用。 游泳：游泳穿“鯊魚衣”在游泳比賽中，運動員常穿特殊的游泳衣“鯊魚衣”。穿這種游泳衣的目的是減小運動員與水之間的摩擦，提高成績。 鉛球投遠速度：速度快，瞬間爆發(fā)力，投得就遠。因為初速度越大，動能越大，投擲的也越遠。我們查閱書本知識知道S=v2Sin2a/g，當a不變v越大S也越大。當v不變時，a=45時，S最大。 投籃投籃角度成45角投進的成功率較高角投進的成功率較高角投進的成功率較高角投進的成功率較高，距離越近，投進的成功率。碰板時，幾度打過去，會幾度彈回來。查閱相關的知識我們作出的解答是：在碰板中，若以幾度打過去，就會以幾度返回來，這道理與光的反射定律是相似的。對于投籃距離越近，投中率越高，是因為球在前進過程中還一邊不斷地下落，若距離近一些，下落的距離也會小一些，這樣命中率也就大了。 乒乓球乒乓球接球，擊球時球從運動靜止，靜止運動。力能使物體發(fā)生形變，球擊中網(wǎng)，網(wǎng)會發(fā)生變形。氣體的熱脹冷縮現(xiàn)象，當乒乓球癟了，放入熱水中一燙，就會恢復原狀。能的轉化和守恒定律，從高出落下，再回升，勢能動能勢能。越高的地方落下，轉化成的動能越大，被反彈上去越高。 足球足球越滾越慢：足球在球場上踢出的球越滾越慢，最終停下來。這是因為踢出的足球由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，沿原來的運動方向繼續(xù)滾動；而在運動方向上只受到了滾動摩擦力的作用，這個阻力改變了足球的運動狀態(tài)，阻礙足球滾動，使球越滾越慢，所以球最終停止運動。守門員接球：當隊員大腳射門時，球速可以高達100千米/小時。如果守門員用胸部停球，那么胸部所受到的沖力將高達1500牛；如果用手接球，沖力要減少到500牛。這是因為通過手臂的運動可使球的制動距離延長3倍的緣故。守門員撲點球。守門員撲點球時，撲住的成功率一般只與守門員的判斷反應能力有關，為什么呢？因為點球的位置距球門只有915米，射門時球速可以高達100千米/小時，這樣球到球門的時間大約是032秒，而人腦的反映時間大約是06秒，這樣足球到球門的時間就會遠遠小于人腦的反映時間，所以守門員根本沒有時間調整自己的意識，因此點球的撲住與否跟守門員對進球方向的預先判斷直接有關。正是由于這種原因我們在看點球大戰(zhàn)時，球明明向球門左邊飛去而守門員卻撲向右邊就不足為奇了。運動員絆倒時前傾：快速奔跑的運動員被對方運動員的腳或身體絆住時，都是向前傾倒。出現(xiàn)這種情況的原因是：人的下半身由于被絆住而停止了運動，上身卻由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動，于是奔跑的運動員絆倒時向前傾倒。噴霧療傷：在足球比賽中，運動員相互碰撞跌倒后，?？吹竭\動員雙手抱腿，在地上翻滾。這時，隊醫(yī)就會迅速進場，從藥箱中取出一只瓶子，對著球員的傷痛處噴出一股白霧，一會，傷員疼痛消失，就可以重新入場比賽了。實際上這是因為瓶中裝的是“冷氣霧鎮(zhèn)痛”，它是由氟氯甲烷配一些鎮(zhèn)痛治傷藥組成，這種藥液從噴嘴噴到傷處時，迅速汽化成霧狀。由于汽化要吸收大量的熱量，運動員受傷處溫度將急劇下降，血管收縮，神經(jīng)麻痹，于是痛感就很快消失?；【€球的形成：我們在看球時，經(jīng)常聽到解說員說：球在空中劃著美麗的弧線，直掛球門死角。那么球為什么在空中劃著美麗的弧線呢？那是因為運動員在踢球時，用腳的內側或外側摩擦球使球在空中水平方向運動，這樣就造成了球的水平兩側的氣流速度大小不一樣，根據(jù)氣體流速與壓強的關系，空氣對球在水平方向上的力的大小也就不一樣，所以球在前進的同時，還在與球前進方向垂直的水平方向上發(fā)生彎曲，從而造成了“美麗的弧線”。 跳高、跳遠跳高、跳遠運動員往往選擇體重較輕的人參加，這是因為跳高、跳遠時要克服重力做功。起跳的越有力，跳的越遠，這是由于力的作用是相互的。 拔河兩隊拔河時，手長久握住繩子會發(fā)燙，這是摩擦生熱的原因。在拔河時盡量要降低重心，這是因為重心越低穩(wěn)定性越好。地面越粗糙越有利，因為摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。兩隊勢均力敵時，繩子處于靜止狀態(tài)，二力平衡了。 影子告訴我們什么 在陽光下或燈下，按照圖中的方法，用兩只手做出各種姿態(tài)，你會看到，墻上映出了狗、鴨、飛鳥等等的生動形象。 請你想一想：為什么影子和物體的形狀總是相似的？影子還可以告訴我們一些什么呢？當我們在陽光下奔跑的時候，我們的影子總是緊緊地跟著我們；汽車無論跑得多么快，它的影子也總是緊跟著它，真是形影不離。這個簡單的現(xiàn)象告訴我們：光的傳播速度一定比人和汽車的速度快得多。假如光跑得慢，那么，光從人的頭部跑到地面的時候，人又向前跑了一段距離，頭部的影子就會落后一大段。事實當然不是這樣的。閃電打雷的時候，你總是先看見閃電，后聽見雷聲。這證明，光的傳播速度比聲音的傳播速度也快得多。光的傳播速度有多快呢？用普通的方法是很難測得出來的。經(jīng)過科學家的多次測定，光每秒鐘大約跑三十萬公里（更準確地說，光在真空里的速度是每秒鐘299792.46公里）。也就是說，只要一秒鐘，光就可以在北京和上海之間跑一百多個來回。光速差不多是聲音在空氣中傳播速度的九十萬倍。光在宇宙萬物的運動會上，稱得上是賽跑冠軍。光有著直線前進的性格，又有著輕盈敏捷的腳步。對這個不知疲倦的“賽跑冠軍”，有的人卻抱怨起來，他們說：“光跑得大慢，簡直象爬行?！边@是為什么呢？當人類開始向宇宙空間進軍的時候，人們深深感到宇宙實在太大了。除了太陽以外，距我們最近的恒星是半人馬星座中的星（又叫比鄰星）。它發(fā)出的光要經(jīng)過4.3年才能到達地球?，F(xiàn)代的天文望遠鏡看到的遙遠恒星，它的光要經(jīng)過幾十億年才能到達地球。換句話說，我們看到的光線是它在幾十億年以前發(fā)出來的，至于現(xiàn)在這個恒星的面孔如何，要再等幾十億年以后才能看見。這多么讓人著急?。‰y怪一些科學家說：“光象蝸牛一樣在宇宙中爬行?！笨墒?，到目前為止，人們還沒有發(fā)現(xiàn)比光運動得更快的東西。 成語中的物理原理 仔細研究某些漢語成語可以發(fā)現(xiàn)有些漢語成語蘊涵著深刻的物理原理，在物理和語文課堂教學中相互滲透相關的知識，不僅可使課堂教學生動、活躍大大地激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣，而且有利于突破學科本位，淡化學科界限，強化知識滲透。下面就從物理學的角度例析有關的漢語成語。 .關于力現(xiàn)象的漢語成語 1-1 刻舟求劍 漢語成語詞典以下簡稱詞典中是這樣解釋的，據(jù)說從前楚國有一個人過江時把劍掉在水里，他在船沿上劍掉下去的地方刻了記號，等船停下后他便從刻有記號的地方下水找劍，結果沒有找到，見呂氏春秋察今。比喻拘泥固執(zhí)，不知道隨著情勢的變化而變化。從物理學的角度來分析此人錯選了參照物。因船相對劍是運動的，則船和劍的相對位置在不斷地發(fā)生變化，則確定劍的位置應選擇與劍的相對位置不變的物體為參照物，如岸上的石頭、樹木、花草等。 1-2 一瀉千里 詞典中是這樣解釋的，瀉水急速往下流。本指江河水勢洶涌，奔騰直下，后比喻文筆流暢，氣勢奔放。從物理學的角度來分析，動能和勢能可以相互轉化當相對高度越高時水落到低處轉化為的動能越多，動能越多，則速度越大。所以“江河水勢洶涌、奔騰直下”的解釋突出了江水的流速大。 1-3 沉李浮瓜 詞典中是這樣解釋的，三國魏曹丕朝歌令吳質書“浮甘瓜于清泉沉朱李于寒水。”指暑天把瓜、李等放在冷水中浸涼后食用。也指暑天在冷水中浸涼后食用的瓜果。從物理學的角度來分析，為什么不說“沉瓜浮李”呢因為這種說法違背了客觀規(guī)律。大家知道，一般瓜類如東瓜、南瓜等內部都有空心部分，正因如此，其重比同體積的水要輕，全部浸沒在水中時F浮G瓜，即瓜類均要上浮。而李子、桃子等果實內均有核仁因此把它們放入水中時F浮G瓜，會下沉于水底。因此古人說“瓜浮李沉”而不說“瓜沉李浮”。 1-4 一發(fā)千鈞 詞典中是這樣解釋的。鈞：古代以三十斤為一鈞，一根頭發(fā)吊著千鈞重物，比喻形式十分危急。從物理學的角度來分析，一根頭發(fā)所承受的最大平均拉力只不過1.72牛頓。而1鈞即三十斤的力相當于150牛頓，很顯然這里用了夸張的手法,這種情況怎么能不危急呢？1-5 隨波逐流 詞典中是這樣解釋的，隨波浪而起伏，隨流水而漂蕩。比喻跟著別人行動。 從物理學的角度來分析。波是由振動產(chǎn)生的，波傳播的是能量和振動形式。如果水不流動時，那么漂浮在水面的漂浮物會隨著波浪在原來位置上下振動。如果水是流動的，則漂浮物除振動外，還隨著水一起水平流動。即漂浮物既作上下振動，又作水平移動。隨波逐流十分準確地描述了這種運動情況。 .關于熱現(xiàn)象的漢語成語 2-1 揚湯止沸 詞典中是這樣解釋的，湯：開水。反復從鍋中舀起開水又倒回去，試圖制止水的沸騰。比喻解決問題的辦法不徹底，不能從根本上解決問題。從物理學的角度來分析，把開水舀起來再倒回去，可以增加水的表面積，從而加快了水的蒸發(fā)速度。而蒸發(fā)是需要吸熱的，由此而降低了溫度，可以暫時緩解水的沸騰，但不能解決根本問題。 2-2 釜底抽薪 詞典中是這樣解釋的，釜：鍋，薪：柴草。把鍋底的柴火抽掉。比喻從根本上解決問題。與揚湯止沸是反義詞。從物理學的角度來分析，水沸騰是要吸熱的。如果把鍋底的柴火抽掉，也就停止了給水加熱，不能從外界吸收熱量，水的沸騰就會馬上停止。 2-3 抱雪向火 詞典中是這樣解釋的，向火：指烤火。抱著雪烤火，當然不會暖和。比喻所做的事和所要達到的目的相反，即使費力、也不會有好結果。從物理學的角度來分析，向火的目的是人體取暖，即吸收熱量。而抱著雪向火雪不僅會從火源處吸收熱量，還會從人體中吸收熱量。這樣人體不僅不能吸收量，反而要放出熱量。事以愿違，南轅北轍。 2-4 冰凍三尺非一日之寒 詞典中是這樣解釋的，冰凍三尺，不是一天的寒冷所凝成的。比喻事情由來已久，不是一朝一夕所形成的。從物理學的角度來分析，水在0以下就會結冰。水在結冰的過程中要放熱。冰凍三尺必須是長時間的低溫環(huán)境，使大量的水或冰放熱，形成大量的低溫的冰。 .關于聲現(xiàn)象的漢語成語 3-1 掩耳盜鈴 詞典中是這樣解釋的，呂氏春秋自知記載，有一個人想把一口鐘偷回家，但那口鐘太大背不動。于是他就把那口鐘砸爛，鐘發(fā)出了響聲，他怕別人聽見，就用手把耳朵捂住。人們稱此為“掩耳盜鐘”。后世多說“掩耳盜鈴”。比喻自欺欺人。從物理學的角度來分析，減少噪聲的途徑有三條：一是從聲源處減弱。二是在傳播途徑中減弱。三是在人耳處減弱。這個偷鈴的人只注意到了在人耳處，且是在自己耳朵處減弱。這樣做別人照樣可以聽到鈴聲。很顯然是自欺欺人。 3-2 夜深人靜 詞典中是這樣解釋的，深夜了，人們都安靜下來進入了夢鄉(xiāng)。 從物理學的角度來分析，深夜，工廠沒有機器的轟隆聲，農村沒有雞、狗、貓、鴨等各種動物的鳴叫聲，也聽不到人們大聲的喧嘩聲。此時處在30dB至40dB的較理想休息和睡眠的安靜環(huán)境中，真可謂萬籟俱寂。 3-3震耳欲聾 詞典中是這樣解釋的，震得人的耳朵都要聾了。形容聲音特別大。從物理學的角度來分析，30dB、40dB是較理想的安靜環(huán)境，超過50dB就會影響睡眠和休息，70dB以上會干擾談話，影響工作效率。長期生活在90dB以上的噪聲環(huán)境會嚴重影響聽力并引起神經(jīng)衰弱、頭疼、血壓升高等疾病。如果突然暴露在高達150dB的噪聲環(huán)境中，聽覺器官會發(fā)生急劇外傷引起鼓膜破裂出血，雙耳完全失去聽力。“震耳欲聾”的噪聲環(huán)境當然就是130dB，150dB。為了保護聽力應控制噪聲不超過90dB。 .關于光現(xiàn)象的漢語成語 4-1 漆黑一團 詞典中是這樣解釋的，形容非常黑暗，沒有一點光明。也形容糊里糊涂，一無所知。從物理學的角度來分析，健康的眼睛能看到物體的條件是有光線射到人的眼睛，這些光線有的是光源本身發(fā)出來的光，有的是物體把日光、月光、燈光等環(huán)境光反射后射到人的眼睛，不管是哪種情況，人眼把射來的光線反向延長后即得到光源或物體的位置。如果是什么東西也看不到，當然就是漆黑一團。 4-2 一葉障目 詞典中是這樣解釋的，一片樹葉擋住了眼睛。比喻目光短淺，為局部或暫時的現(xiàn)象所迷惑。從物理學的角度來分析，光是沿直線傳播的。樹葉是不透明的物體，光線射到樹葉上發(fā)生反射，不能射到人的眼睛里去，因此，人眼不能看到遠處的物體。 4-3 鏡花水月 詞典中是這樣解釋的，鏡中花朵，水中月亮。比喻可望而不可及的虛幻景象。也比喻詩文中空靈的意境。從物理學的角度來分析，鏡中的花和水中的月都體現(xiàn)了平面鏡成像的物理原理。平面鏡成的像都是虛像，因此在鏡中看到的花在水中看到的月都是虛像身邊的趣味物理知識掛在壁墻上的石英鐘，當電池的電能耗盡而停止走動時，其秒針往往停在刻度盤