951205物理趣味教學(xué)試驗(yàn)研習(xí)-益教網(wǎng)

1、991109物理趣味教學(xué)實(shí)驗(yàn)研習(xí)卜一月的羅老師:老師的華髮似芒花，銀芒似海，翩然搖曳、輕柔淡雅，彷假設(shè)天外舒雲(yún)清風(fēng)般潔然怡人！菅芒花， 白無香，冷風(fēng)來搖動(dòng)，無虛華，秋芒的浪濤波動(dòng)在和平，芒種灑落臺(tái)北市，期待春雨、暑氣。大師丨出手，便知有沒有物理科輔導(dǎo)團(tuán)本次十分榮幸，邀請(qǐng)到建國中學(xué)資深物理教師羅芳 晁老師，為本市物理教師演示，如何將艱澀的物理課程，透過一些有趣的物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)做橋樑， 使學(xué)生不但有旺盛的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，而且能透過研究這些趣味物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)到正確的物理觀念。趣味物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)演示與製作一飛毯1. 將一張A4紙橫放如圖1-1,分成A、B、C三等分的寬度，再將B、C重疊摺起來，如圖 1-2。2

2、續(xù)圖1-2,將B、C重疊區(qū)分為P、Q、R三等分的寬度，如圖1-3。再將Q、R重疊起來,如圖143. 續(xù)圖1-4,將Q、R重疊區(qū)分為m、n兩等分的寬度，如圖1-5,再將 m n對(duì)摺重疊起來， 如圖1-6。4. 把重疊之折疊面朝下放在 桌邊緣，一端用一手將其壓緊在 桌面上，另一手則拉著它端經(jīng)由 桌AA_ . _BB+C圖1-1圖1-2AAB+CB+C丸1 )1 1緣向地面方向滑下去，來回?cái)?shù)次，以加重折痕。完成後如圖1-7所示圖 1-3圖 1-4圖 1-10二飛行圓筒1. 再做另一片飛毯2. 把飛毯的最後一摺打開。3. 把打開後的飛毯之折疊面一端 插入另一端的折疊縫內(nèi)，做成一個(gè)圓筒，如圖1-8。4.

3、 最後把打開的一摺朝圓筒內(nèi)折入就完成，如圖1- 8。5. 在尾端較薄的一端圓周取假設(shè)干等分沿圓筒主軸方向剪開做成渦輪片，如圖1-9,可使它飛行時(shí)形成轉(zhuǎn)動(dòng)，而有定向效果，如圖1-10所示。三珍珠板飛機(jī)1. 珍珠板飛機(jī)如圖1-11所示。2. 製作時(shí)，把圖1-12 1-13 1-14之機(jī)翼模型圖描繪在珍珠板上，並用美工刀切割下 來。3. 切下一小段硬質(zhì)吸管長度約 1.0cm用膠帶固定在距離可灣吸管尾端1011公分間做成發(fā)射鉤。4. 依順序把前翼、尾翼中心線對(duì)齊並間隔 1公分平放在平桌面上，再沿中心線貼上 雙面膠帶，撕開膠帶皮膜，把可灣吸管的末端對(duì)齊尾翼末端，順著中心線將它貼在 雙面膠帶上。但要把發(fā)射

4、鉤朝上，不可以面向機(jī)翼。.5. 如圖1-11a、b將機(jī)翼與機(jī)身組合起來，最後把可灣吸管前端折起來並用透明膠 帶纏起固定好作為機(jī)頭。6. 將可灣吸管的皺摺局部拉長或縮短或折灣，可以調(diào)整飛機(jī)的重心，有助於穩(wěn)定飛行。7. 用手?jǐn)S、吸管吹、注射筒施打氣壓或橡皮筋彈出均可使飛機(jī)產(chǎn)生飛行動(dòng)力。8. 可用所製飛機(jī)進(jìn)行飛遠(yuǎn)、滯空、及過關(guān)等競(jìng)賽或競(jìng)技表演。吸管機(jī)身頭部擠入吸管剩垂直尾翼料並用膠帶纏繞吸管(a)圖 1-11的發(fā)射鉤圖1-12水平前翼0.6cm0.9cm；7.3cmI1.6cm0.9cm(四) 樸克飛鏢【原理】根據(jù)物體繞定軸旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生固定方向的角動(dòng)量特性，假設(shè)再加給它一個(gè)移動(dòng)的速度，則物體便能在此

5、條件下穩(wěn)定的移向既定目標(biāo)。活動(dòng)中選用樸克牌為材料，用手腕與手指的作用對(duì)它施以力矩，我們便能像飛盤一般，把它當(dāng)作有趣的飛鏢來進(jìn)行 射準(zhǔn)競(jìng)賽?！静牧稀繕憧伺?8.7cm6.3cm，4張從)【製作】用發(fā)給的材料，每人各自製作樸克牌飛鏢一組四張。製作時(shí)注意以下規(guī)定1. 飛鏢的造型可使用樸克牌原型或裁剪，裁剪後的形狀以三角形與四邊形為限，其面 積也不得小於原面積之一半以上。2. 造型確定後之飛鏢必須是平面形狀，不得折成曲面或折疊，亦不可附加其他材料(含 裁剪 剩料)3. 不符合製作規(guī)定之飛鏢不得用以參加競(jìng)賽，違規(guī)者以零點(diǎn)計(jì)分。【操作方式】1. 樸克牌飛鏢的發(fā)射方法有兩種：(1) 用手掌與手指之功能的甩射

6、法(2) 以橡皮筋與發(fā)射架為工具的發(fā)射方法。2. 手掌與手指之功能的甩射法，可自行斟酌採用圖1-15所示的方式。圖1-15 (a)是將樸克牌飛鏢握在手掌內(nèi)；圖1-15 (b)則用兩手指夾住作支點(diǎn)，第三個(gè)手指為施力點(diǎn)。發(fā)射時(shí)運(yùn)用腕力或手指的作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)所需之力矩並使飛鏢獲得飛行速度後，適時(shí)鬆手便能將紙牌像飛盤一樣的甩出去，這些動(dòng)作需屢次練習(xí)與揣摩方能體 會(huì)其要領(lǐng)0(a)3. 以橡皮筋與發(fā)射架為工具的發(fā)射方法，如圖1-16(a)、(b)所示。發(fā)射時(shí)先將橡皮筋拉 伸，瞄準(zhǔn)目標(biāo)再把左手放開，即可使樸克牌旋轉(zhuǎn)飛出。(注意：不可對(duì)人發(fā)射以免危險(xiǎn))樸克牌 橡皮筋右手拉伸左手夾住橡皮筋筷子右手用筷 子發(fā)射架

7、 拉伸橡皮(b)圖 1-16五竹蜻蜓與吸管直昇機(jī)、緣起：竹蜻蜓是中國古老童玩的一種，它由軸和槳翼組成，多以竹木製做。約在公元前千五百年的商朝就已出現(xiàn)在中國的西南地區(qū)。西元 17世紀(jì)中國蘇州巧匠徐正明，整 天 琢磨小孩玩的竹蜻蜓，想製造一個(gè)類似蜻蜓的直升飛機(jī)，並且想把人也帶上天空。經(jīng)過十多年的鑽研，他造出了一架直升飛機(jī)。它有一個(gè)竹蜻蜓一樣的螺旋槳， 駕駛座像一 把 圈椅，依靠腳踏板通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，試飛時(shí)候，它居然飛離地面一尺 多高，還飛過條小河溝，然後落下來竹蜻蜓在18世紀(jì)傳到歐洲，啟發(fā)了人們的思路，被譽(yù)為 航空之父的英國人喬治凱 利 一輩子都對(duì)竹蜻蜓著迷。他的第一項(xiàng)航空研究就是在

8、 1796年仿製和改造了 竹蜻蜓並 由此悟出螺旋槳的一些工作原理。他的研究推動(dòng)了飛機(jī)研製的進(jìn)程。並為西方的設(shè)計(jì)師帶來了研製直升機(jī)的靈感。、原理：竹蜻蜓的原理與直昇機(jī)相同。傳統(tǒng)的竹蜻蜓有一左右對(duì)稱的螺旋槳葉 片，左右葉面寬度方向兩側(cè)均設(shè)計(jì)成一側(cè)薄、一側(cè)厚，這樣的設(shè)計(jì)造 一傾斜角且左右傾協(xié)方向相反，如圖1-17所示。當(dāng)竹蜻蜓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 流朝向葉片運(yùn)動(dòng)。假設(shè)右手向前左手向後摩擦雙掌，則葉片運(yùn)動(dòng)為逆 鐘方向，而使葉片下方氣流被葉片阻擋，因此速率比上方氣流慢。據(jù)白努利方程式可知，氣體流速越慢處氣壓越大，因此葉片下方氣 比上方氣壓大。所以葉片受到一向上 昇力作用，使竹蜻蜓飛起起來。壓 圖1-17假設(shè)竹蜻蜓沿

9、相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則葉片運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)鐘。葉片上方氣流受到葉片阻擋，因此速率比下方氣流慢，使 葉片上方氣壓比下方氣壓大。 所以竹蜻蜓會(huì)向地面墜落。三、設(shè)計(jì)概念：用竹片或木片製作竹蜻艇需用到的材料一般都會(huì)區(qū)不易取得，又製作工具使用美工刀，對(duì)小朋友而言f既麻煩又危險(xiǎn)，此外使用竹片做成的旋轉(zhuǎn)翼t因?yàn)椴馁|(zhì) 關(guān)係無法改爰飛翔方向，所以操作變化比較單調(diào),假設(shè)選用硬度與彈性適當(dāng)?shù)乃苣z材料就 可有較多的操作空間，所以我們改用吸管與塑膠片來製作。四、材料及工貝：長度15cm直徑0.5cm的硬質(zhì)吸管1支、寬度1.2 cm長度20cm的塑膠 片一片*透明膠帶共用、三號(hào)釘書機(jī)共用、舸刀自備五、製作：如圖1-18所示，其製

10、作過程如下:1. 取長度17cm 口徑0.6的映吸管一端剪開約1.5cm長度，如圖1-18a所示圖 1-182. 將長度20cm寬度1.2cm厚度0.12cm的塑膠片對(duì)折，如圖1-18 b所示。3. 把對(duì)折後的塑膠片插入剪開的吸管端，再把吸管壓扁夾住塑膠片，接著用號(hào)釘書機(jī)把他們釘起來如圖1-18c、d所示。4. 用透明膠帶把定書針定妥的位置纏起來5. 打開重疊的塑膠片依序先後逆時(shí)針方向左撇子為順時(shí)針向上斜折斜折角度會(huì)影響 飛行效果，自行體會(huì)，如圖1-18e所示。6. 用雙掌搓吸管後放手就可使小吸管直昇機(jī)飛翔於上空，如圖1-18 f所示?！驹怼?.物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或等速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)稱為慣

11、性。慣性是物體的固有屬性。亞裏士多德的觀點(diǎn) 在運(yùn)動(dòng)的觀察中我們看到，物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，需要借助外力才能 維持,如果外力停止作用，物體就要靜止下來這是因爲(wèi)地面上的物體都跟地球一樣，它們 的自然本性靜止。即:有力就運(yùn)動(dòng)，沒有力就靜止。他認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因你 贊成還是反對(duì)亞裏士多德的觀點(diǎn)？你的生活經(jīng)驗(yàn)感受是這樣的嗎？3. 伽利略：水平面上做等速直線運(yùn)動(dòng)的物體並不需要外力來維持。4. 笛卡兒：物體不受外力時(shí)，速度的大小和方向不會(huì)改變，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。5. 牛頓：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。【活動(dòng)】一步步高昇1.材料：珍珠奶茶用波霸大吸管及普通小吸管各 1隻/人、免洗竹筷1支/人。2作法：如圖2

12、-1所示，將小吸管剪短後折成倒立 v字型，再放入左手鉛直握住的大吸 管底端內(nèi)。右手拿筷子敲打大吸管頂端，一面打一面上下配合震動(dòng)，則根據(jù)慣性的原 理，我們可發(fā)現(xiàn)小吸管從大吸管底部進(jìn)入，最後卻從頂端冒出來，十分有趣！二抓銅幣：如圖2-2所示。三拉環(huán)1材料：打包用塑膠繩30公分1段/人、寶特瓶1個(gè)/人、5cm數(shù)棒1支/人、剪刀共用、長度1cm大小之1小片雙面膠帶2作法：參考圖2-3,手拉圓環(huán)，5cm數(shù)棒可用筆或波霸吸管代替將會(huì)鉛直從 瓶口落入瓶內(nèi)!四錢幣定位1材料：樸克牌2張/人、10元銅幣或鐵墊圈一個(gè)銅幣自備。2作法：如圖2-4,銅幣壓住紙牌水平放在指尖上，用另一手的手指將紙牌彈射出去, 因慣性關(guān)

13、係硬幣仍停在指尖上，十分神奇！(a)( b)圖2-4竹纖竹纖小木夾圖3-1小保力龍球大保力龍球(a)( b)圖3-2一搖搖晃晃的蜻蜓把一根長烤肉竹纖的尖端從小保力龍球的中 心 穿過，然後在竹纖的另一端 插上另一個(gè)大保力 龍 球。再另外取兩根切短長度自行取捨的 烤肉竹 纖，每根竹纖的一端夾上兩個(gè)小木夾。然後，將這兩 竹纖的尖端端斜插入上述小保力龍球的兩側(cè),見圖 3-1。注意伸出小保力龍球的一端不宜太 長。將此端 放在任何一個(gè)凸出點(diǎn)上，該系統(tǒng)都將 對(duì)支撐點(diǎn)保持 平衡。如果向上移動(dòng)小木夾，將使系統(tǒng)失去初始狀態(tài)的穩(wěn)定性。假設(shè)將小木夾下移，特別是使系統(tǒng)的重心低於系統(tǒng)的支撐點(diǎn)的位置，則會(huì)顯著增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定

14、性。這也是賽車的底盤爲(wèi)什麼盡可能安裝得越低越好得原因。只有這樣，賽車在急轉(zhuǎn)彎時(shí)才會(huì)緊貼地面而不至翻倒二以一敵十用一根鉛直豎起的鐵釘，可以頂住10根懸掛的鐵釘。 如圖3-2a所示，先在桌上放1枚釘子，再在該釘 子上方橫放8枚鐵釘注意釘頭和釘尾的位置要交錯(cuò) 放，最後再在上方壓1枚鐵釘，該鐵釘?shù)尼旑^位置與 第一 枚釘子方向相反。用手同時(shí)拿住第一枚與最後一 枚釘子，注意用這兩枚釘子夾住其餘釘子，再用另一枚鐵釘頂住處在下面的那枚釘子中心，小心調(diào)節(jié)重心位置，最後這10枚釘子便被1枚釘子頂住了如圖3-2 b一雲(yún)霄飛車1. 目的：以規(guī)定的簡單材料製作一個(gè)用彈珠來模擬雲(yún)霄飛車的活動(dòng)，藉以探討慣性定律、能量轉(zhuǎn)換及

15、水平拋射運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)像，並以其運(yùn)動(dòng)軌跡之準(zhǔn)確操控為目標(biāo)來進(jìn)行比賽，寓教於樂，故以彈珠樂園之雲(yún)霄飛車為名。2. 原理：根據(jù)彈簧或橡皮筋發(fā)生形變時(shí)，可儲(chǔ)存彈性位能，而彈性位能又可釋放轉(zhuǎn)換為動(dòng) 能 的性質(zhì)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)模擬雲(yún)霄飛車的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行比賽，從快快樂樂的比賽中探討能 量 轉(zhuǎn)換的關(guān)係與鉛直圓運(yùn)動(dòng)的物理原理，也能從軌跡操控時(shí)獲知水平拋射的物理知識(shí)。3. 材料：研習(xí)：長度22cm,直徑1.3cm的粗吸管4支/隊(duì)、長度20cm的竹筷子4之支/隊(duì)、橡 皮筋4條/隊(duì)直徑2.5cm的木製彈珠8個(gè)/隊(duì)直徑7.5cm;高9.1cm容量200cc的 紙杯5個(gè)塑膠墊杯5個(gè)長度100cm；寬度1.45 cm的電線壓條1

16、條20cm >8.4 cmX1.5cm固定軌道用木板桐木條一片、2.8X2mm木螺絲鐵製品 2支/隊(duì)、透明速膠帶每隊(duì)一小卷。自備：尺、美工刀、剪刀、十字形螺絲刀、彩色筆。4. 製作：A:撞擊器鉛直圓軌道彈珠OT:彈珠出口C：得分杯圖 4-1大吸20cm1543 2B:動(dòng)能、位能轉(zhuǎn)換器橡皮筋固定軌道用 水平木板條以所發(fā)圖4-2給的材料，製作一組撞擊器如圖 4-1中A局部，先把筷子的一端用橡皮筋綁緊，但要注意保留橡皮筋的另一端作為套環(huán)，最後把筷子套入吸管內(nèi)吸管可以裁剪，就完成了撞擊 器。動(dòng)能、位能轉(zhuǎn)換器，如圖 4-1中的B局部，以電線壓條製成直徑或從水平木板條量 起至最高點(diǎn)的鉛直距離為 22

17、cm以上的鉛直圓環(huán)，圓環(huán)可用螺絲釘及壓條背膠將其 固定在水平木板條上。得分杯使用五個(gè)紙杯分別由競(jìng)賽者自行放置在指定的得分區(qū)， 如圖二所示，其中出口位置T與杯口的高度差約為 20cm,其最近水平距離則為 45om 請(qǐng)參考圖4-2；圖4-1中未顯示此距離。二摩擦生熱以棉線切割水管，說明摩擦生熱現(xiàn)象一用氖燈管做靜電實(shí)驗(yàn)物體帶靜電與否，可以利用帶靜電的 物體具有較高電位的特性，借助氖燈管發(fā)光來鑒別1.觀察導(dǎo)體上是否帶電用摩擦起電的方法先使導(dǎo)體帶電,圖5-1氖燈管兩極，高於起輝電壓約圖5-2圖錄?再手持氖燈管從 普通驗(yàn)電筆中卸下的氖燈管與帶 電體接觸，你可以 看到氖燈管的一極起輝發(fā)光。這是由於靜電電壓加

18、在伏管中出現(xiàn)了 低氣壓氣體放電現(xiàn)象2檢驗(yàn)帶電的種類氖燈管放電時(shí)，你會(huì)注意到只有一極起輝，起輝的這一極相對(duì)另一極爲(wèi)低電位極。例 如,手持的一極起輝，說明另一極的電位高於手持極的電位，即比地的電位較高。由 此 可以判斷，與另一極接觸的帶電導(dǎo)體必帶正電，如圖5-1所示。3做靜電感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)用絲綢摩擦塑膠唱片，使唱片帶上盡可能 多的電荷，然後 手持氖燈管與帶絕緣柄的金屬盤接觸，迅速 把金屬盤蓋到 唱片上，你可以看到氖燈管的一極起輝如圖 &2。起輝熄滅後，你再迅速把金屬盤移開，又可以看到另一 極起輝。二電刻錫箔找一張包香煙的錫紙，平鋪在玻璃板上，並用導(dǎo)線把它跟9伏 乾電池的負(fù)極相連。再找一根削好的

19、短 鉛筆，把筆心的尾部跟 電池的正極相連。然後你拿 起鉛筆象寫字一樣在錫紙上劃，你 會(huì)發(fā)現(xiàn)筆尖冒出 微小的電火花，被劃過的錫紙上出現(xiàn)了花紋或 字跡。這就是平常所說的電刻。爲(wèi)什麼通電的鉛筆能 在錫箔上 刻出字來呢？這是因爲(wèi)電流流到鉛筆尖和錫箔接觸處，遇到的電阻最大，所以就在那裏産生了大量的熱，使錫箔熔化而顯示出 花 紋。如果你想在鋼板上刻字，用上面所說的設(shè)備就無能爲(wèi)力了。工業(yè)上的電刻，用的是炭精棒做的電筆，給它通上幾千到幾萬安培的電流，炭筆尖和鋼板接觸時(shí)能産生1700C的高溫，使接觸處的鋼熔化。應(yīng)用這種設(shè)備，不光能在鋼板上刻出字或花紋來，更重要的是可以用它來切割金屬材料。(三) ：神龍戲珠1.

20、引言神龍吐珠誰都沒有看過，但民間的各種傳說，數(shù)千年來沒有間斷。電影、卡通、漫畫、小說以龍珠為題材者更是數(shù)不清，可見大家對(duì)龍珠所代表的神秘魅力充滿崇拜與期待。有一個(gè)龍吐珠的真實(shí)故事發(fā)生在中國東漢時(shí)期，有一位張衡先生於西元132年，發(fā)明了地動(dòng)儀，此儀器四周不同方位有口含銅製龍珠的龍頭雕塑，每一龍口下方均對(duì)應(yīng)有一隻 向 上開口準(zhǔn)備接龍珠的蟾蜍造型。西元138年的某一天，地動(dòng)儀龍頭口中竟然吐出了龍 珠， 並掉入下方蟾蜍的嘴巴裡發(fā)出了巨大響聲，引起大家議論紛紛：原來根據(jù)龍珠掉落的方位，預(yù)測(cè)洛陽西方應(yīng)該正在發(fā)生地震。可是大家都對(duì)它半信半疑，但過了幾天後，傳來的訊息證實(shí)隴西(現(xiàn)今的甘肅西南)發(fā)生了強(qiáng)烈地震。

21、受到故事的啟發(fā)，我想用自製的電磁鐵螺線管來設(shè)計(jì)神龍出洞與神龍戲珠。讓大家一從 科學(xué)神龍中，玩出科學(xué)，悟出科學(xué)道理來。2. 原理在塑膠水管上用漆包導(dǎo)線纏繞成為線圈，並在管內(nèi)放 入軟鐵棒，則當(dāng)線圈通以電流時(shí)，不但線圈成為電圖5-4電磁鐵磁鐵，其管內(nèi)之軟鐵棒也立即被磁化成為磁鐵，這兩 個(gè)磁鐵的磁力產(chǎn)生了交互作用現(xiàn)象。如果用開關(guān)來控 制電流的啟閉，則調(diào)整 軟鐵棒放入的深度，可使棒子被吸入管內(nèi)，當(dāng)其被吸 入的運(yùn)動(dòng)過程中，適時(shí)切斷電流，則兩磁鐵的磁力 同時(shí)消失，互相作用力也消失，但鐵棒仍有運(yùn)動(dòng)的慣 性，使它能從管 內(nèi)吐出，這就是所謂神龍出洞。如 果在管口加放一保 力龍球作為龍珠，則鐵棒出洞前將 會(huì)把保力龍

22、球撞出，稱 這種現(xiàn)象為神龍戲珠。相關(guān) 原理?xiàng)l述如下：成為電磁鐵，這樣的電磁鐵可用開(1) 把漆包導(dǎo)線在塑膠水管上繞成線圈並通以電流後就 關(guān)來控制電流使其磁性產(chǎn)生或消失，如右圖 &4。(2) 改變通入線圈的電流大小及其單位長度內(nèi)所纏繞的導(dǎo)線圈數(shù)，即可改變電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度。3軟鐵棒在磁場(chǎng)中可被磁化為磁鐵，在被磁化瞬間，它和原本的磁場(chǎng)產(chǎn)生磁力交互作用，所以鐵棒會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。段波霸吸4假設(shè)在鐵棒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，瞬間將電源切斷使磁場(chǎng)消失，磁的交互作用力也消失，此時(shí) 鐵棒的運(yùn)動(dòng)慣性可使它射出塑膠管外，射出時(shí)可為水平 拋射或斜向拋射，也可用鐵棒去撞擊小球，使球做拋射 運(yùn)動(dòng)。三、活動(dòng)：【活動(dòng)一】神龍出洞前端

23、塞入保力龍1材料：球不要也可以提供：透明膠帶、漆包銅導(dǎo)線、塑膠管製作電磁鐵用、波霸吸 管、導(dǎo)線、押放電鈴開關(guān)、密封式蓄電池、塑膠尺、大迴紋針、 棉手套、砂紙。圖5-5自備：剪線鉗、繞線工具、發(fā)射架、彩繪筆。2作法： 電磁鐵：用提供的漆包線纏繞於塑膠管上做成兩支線圈電磁鐵，線圈形狀可自行設(shè)計(jì)。 神龍：將波霸吸管剪下一段長度不得短 於4公分並在前端緊緊塞入保力龍球不要也可以，然後用迴紋針代替軟鐵棒插入吸管內(nèi)做成神龍，其造型可自行設(shè)計(jì)。圖5-5為參考造型。 自行設(shè)計(jì)與製備發(fā)射架一組，形式不限，參考圖5-6及圖5-7。h發(fā)射架圖接電源圖5-7 神龍之龍身可自行彩繪以增加美感。 將自製電磁鐵架在發(fā)射架上

24、，再把神龍放入電磁鐵內(nèi)，接著瞬間按開關(guān)通電，即可發(fā) 射 神龍，比比看誰可以藉著磁力的作用使神龍出洞而能飛得最遠(yuǎn)?！净顒?dòng)二】神龍戲珠1材料：除活動(dòng)一的所有材料外再增加保力龍球10個(gè)作為龍珠、美工刀一把及彩筆假設(shè)干支數(shù) 量自行決定。2作法： 可使用方法一或再行改進(jìn)或另行製作的神龍作為撞針。 將提供的保力龍球做成龍珠假設(shè)干個(gè)，龍珠用彩色筆自行彩繪外表以增加美感。 把神龍作為撞針放入電磁鐵的塑膠管內(nèi)，再放龍珠於管內(nèi)，比賽時(shí)只要瞄準(zhǔn)目標(biāo)，將線圈通以電流後即可用神龍碰撞龍珠，將龍珠射出選用活動(dòng)一的電磁鐵一支及現(xiàn)場(chǎng)用彩筆彩繪的六顆保力龍作的龍珠來進(jìn)行神龍戲珠的射準(zhǔn) 比賽。比比看誰可以把龍珠射向自己指定的得點(diǎn)

25、區(qū)。得分區(qū)可用圖5-8所示的尺寸，以珍珠 板或紙箱的紙板切割組成，亦可用同尺寸塑膠籃組成。四：愛心馬達(dá)【原理】 西元1820年厄司特發(fā)現(xiàn) 通電導(dǎo)線會(huì)在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)以後，大家才把電與磁不分 家的關(guān)係建立起來。因此 把磁鐵放在有電流的導(dǎo)線附近時(shí)，它們就會(huì)有磁力互相作 用。所以經(jīng)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)便 能借磁力的作用造成物體運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象?！静牧稀棵拷M使用材料：漆包銅線一條長度 40公分，直徑約1mm釹磁鐵1個(gè)直徑約11.7mm,厚度約2.8 mm、軟鐵墊圈4個(gè)夕卜徑釹磁鐵縫紉機(jī)線軸8.9 mm,內(nèi)徑6.2 mm、縫紉機(jī)金屬線軸1個(gè)夕卜 徑20.4 mm,高11.1 mm、砂紙半片A4 一半大 小底部中心有凹陷

26、之3號(hào)乾電池1個(gè)、直徑 1mm的保麗龍球1個(gè)。自備的工具及材料： 尖嘴鉗、挫刀、美工刀、剪刀、潤滑劑?！狙u作】如圖5-9所示，可以構(gòu)成一個(gè)簡易的創(chuàng)意磁鐵馬達(dá)。它的外型可加上包裝與美化也可作功 能延伸，創(chuàng)意空間還很大。一身邊的趣味物理知識(shí)圖5-9以下11個(gè)日常生活中遇到的現(xiàn)象中，有很多簡單的物理知識(shí)，你想到了嗎？讓我們來動(dòng)動(dòng) 腦想想看！1、掛在壁牆上的石英鐘，當(dāng)電池的電能耗盡而停止走動(dòng)時(shí)，其秒針往往停在刻度盤上“的位置。這是由於秒針在這個(gè)位置處受到 作用最大。2、有時(shí)，自來水管在鄰近的水龍頭放水時(shí)，偶爾發(fā)生陣陣的響聲。這是由於水從水龍頭沖出時(shí)引起水管的緣故。3、對(duì)著電視畫面拍照，應(yīng)關(guān)閉照相機(jī)閃光

27、燈和室內(nèi)照明燈，這樣照出的照片畫面更清晰。因?yàn)殚W光燈和照明燈在電視屏上的 會(huì)干擾電視畫面的透射光。4、冰凍的豬肉在水中比在同溫度的空氣中解凍得快。燒燙的鐵釘放入水中比在同溫度的空氣中冷卻得快。裝有滾燙的開水的杯子浸入水中比在同溫度的空氣中冷卻得快。這些現(xiàn) 象都說明：水的 比空氣好。5鍋內(nèi)盛有冷水時(shí)，鍋底外外表附著的水滴在火焰上較長時(shí)間才能被燒乾，且直到燒乾也 不 沸騰，這是由於水滴、鍋和鍋內(nèi)的水三者 ，溫度大致相同，只要鍋內(nèi)的水未沸騰，水滴也不會(huì)沸騰，水滴在火焰上靠蒸發(fā)而漸漸地被燒乾。6、 走樣的鏡子，人距鏡越遠(yuǎn)越走樣。因?yàn)殓R裏的像是由鏡後鍍銀面的 形成的，鍍銀面不平或玻璃厚薄不均勻都會(huì)產(chǎn)生走

28、樣。走樣的鏡子，人距鏡越遠(yuǎn)，鍍銀面的 到達(dá)的位置偏離正常位置就越大，鏡子就越走樣。7、 瓦斯?fàn)t的噴氣嘴側(cè)面有幾個(gè)與外界相通的小孔，但瓦斯不會(huì)從側(cè)面小孔噴出，只從噴口噴出，這是由於噴嘴處瓦斯的氣流速度大，根據(jù) 可知，流速大，壓強(qiáng)小，氣流外表壓強(qiáng)小於側(cè)面孔外的大氣壓強(qiáng)，所以瓦斯不會(huì)以噴管側(cè)面小孔噴出。&將氣球吹大後，用手捏住吹口，然後突然放手，氣球內(nèi)氣流噴出，氣球因反沖而運(yùn)動(dòng)。 可以看見氣球運(yùn)動(dòng)的路線曲折多變。這有兩個(gè)原因：_9、吊扇在正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，懸掛點(diǎn)受的拉力比未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要 ，轉(zhuǎn)速越，拉力.這是因?yàn)榈跎绒D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)空氣對(duì)吊扇葉片有向上的反作用力。轉(zhuǎn)速越大，此反作用力越大。10電爐“燃燒是電能轉(zhuǎn)化

29、為內(nèi)能，不需要氧氣，氧氣只能使電爐絲氧化而縮短其使用壽命11、從高處落下的薄紙片，即使無風(fēng)，紙片下落的路線也曲折多變。這是由於紙片，因而在下落過程中，其外表各處的氣流速度不同，根據(jù)流體 力學(xué)原理，流速大，壓強(qiáng)小，致使紙片上各處受空氣作用力不均勻，且隨紙片運(yùn)動(dòng)情況 的 變化而變化，所以紙片不斷翻滾，曲折下落。【答案】1.重力矩的阻礙 2.共振 3反射光4.熱傳遞性5.保持熱傳導(dǎo)6.反射反射光7.白努利方程式8. 一是吹大的氣球各處厚薄不均勻，張力不均勻，使氣球放氣時(shí)各處收縮不均勻而擺動(dòng),從而運(yùn)動(dòng)方向不斷變化；二是氣球在收縮過程中形狀不斷變化，因而在運(yùn)動(dòng)過程 中氣球外表處的氣流速度也在不斷變化，根

30、據(jù)流體力學(xué)原理，流速大，壓強(qiáng)小，所以氣球外表處受空氣的壓力也在不斷變化，氣球因此而擺動(dòng)，從而運(yùn)動(dòng)方向就不 斷 變化。9. 小;大；減小越多1011.各局部凸凹不同，形狀各異二物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本方法物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，而我們目前的物理程無論是教或?qū)W，根本上都是停留在知識(shí)系 統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上，物理實(shí)驗(yàn)本身的教學(xué)，也是按教材的按排用一個(gè)口令一 個(gè)動(dòng)作的方式來進(jìn)行照本宣科的操作，呆板沒有解決到不同於課本疑惑的空間。因此大 局部的學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)後對(duì)於理論的驗(yàn)證觀念仍然停留在課本上所下定的結(jié)論上，並沒 有因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作獲得額外的啟發(fā)，這些啟發(fā)本來應(yīng)包含儀器、工具的使用方法及其構(gòu)造 原理及知識(shí)甚至

31、於維修與改進(jìn)的方式等之延伸效益。這些效益在近程上可培養(yǎng)動(dòng)手做解 決問題的興趣與能力，而這些興趣與能力的提升就是未來創(chuàng)意靈感的源頭。離開學(xué)校實(shí) 驗(yàn)室，有些同學(xué)可能會(huì)玩一玩科學(xué)玩具，這些玩具你是買現(xiàn)成的還是自行製作？當(dāng)然也 可能是把現(xiàn)成玩具加以改造者，此外有些人也會(huì)喜歡用自己的能力去研究生活上發(fā)現(xiàn)的 一些疑惑，探討疑惑要先從實(shí)驗(yàn)著手，而實(shí)驗(yàn)又要如何進(jìn)行呢？所以今天我要來跟大家 談?wù)劤綄W(xué)校實(shí)驗(yàn)室外的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本方法，給大家做個(gè)參考。-、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本方法1. 確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，擴(kuò)大相關(guān)資訊的層面聯(lián)繫 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，是明確選定一個(gè)主題，也 就是實(shí)驗(yàn)的目的，在判定實(shí)驗(yàn)主題的目標(biāo) 是要測(cè)量物理量的

32、關(guān)係，還是要求理論的驗(yàn)證、 或要求探索物理量間的規(guī)律關(guān)係。實(shí)驗(yàn) 目的確定後，根據(jù)自己所學(xué)所知的相關(guān)知識(shí)，廣泛 尋找線索建立系統(tǒng)與組織之聯(lián)繫，看 看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過，與哪些 物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)繫。假設(shè)屬於對(duì)於測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，先分析被測(cè)的量，可通過哪些的定理定律規(guī)範(fàn) 中， 尋找可控制的變因或操作變因，來對(duì)欲測(cè)量的目標(biāo)量來進(jìn)行定量確認(rèn)；對(duì)於理論驗(yàn) 證型實(shí)驗(yàn)，則從相關(guān)的物理現(xiàn)象中，分析與尋找某些定量關(guān)係之建立，來支持與驗(yàn)證理 論之規(guī)律； 至於探索型的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)首先在對(duì)應(yīng)的物理現(xiàn)象中進(jìn)行分析，於蛛絲馬跡中進(jìn)行尋找它們涉及了哪些物理量。我們用一個(gè)大家比較熟悉的實(shí)例來說明，譬

33、如想要測(cè)定地球外表附 近的重力加速度g的量值時(shí)，我們就應(yīng)立即思索：在所過去學(xué)習(xí)的知識(shí)範(fàn)圍內(nèi)，有哪些內(nèi) 容涉及到重力加速 度，它與其他物理量有何定量關(guān)係，把它們的羅列出來，計(jì)有：(1) 在靜力學(xué)中，放在水平面上或以細(xì)繩鉛直懸掛的靜止物體，受到水平面的支持力或繩 索的拉力，其量值就等於重力，即各為 N = mg或T= mg。假設(shè)T (或N)和m能測(cè)出， 則重力加速度g便可測(cè)定。(2) 在超重或失重(但不完全失重)系統(tǒng)中，物體只受鉛直方向的作用力F與重力mg， 假設(shè)產(chǎn)生的加速度為a,則用牛頓第二定律可得 F mg= ±na假設(shè)F、m和a可測(cè)出， 則重力加速度g可測(cè)定。1(3) 在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，

34、物體從光滑斜面上由靜止下滑，s=(gsinr)t 2。假設(shè)s、B和t可測(cè)定， 則重力加速度g也可測(cè)定。(4) 在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從粗糙斜面上由靜止下滑，s= £(sinT-PcosT)gt 2。假設(shè)s、卩和t可測(cè)，則重力加速度g也可測(cè)定。(5) 自由落體運(yùn)動(dòng)中，h= fgt 2。假設(shè)h和t可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)定。(6) 用重力加速度測(cè)定儀測(cè)定。(7) 在水平拋射運(yùn)動(dòng)中，鉛直方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差 ？y= gt2。假設(shè)？y和t可測(cè)，重力加速度g同樣可以測(cè)出R=冒。假設(shè)R vo和?？蓽y(cè)出，則重力加(8) 在斜拋運(yùn)動(dòng)中，水平射程可以表示爲(wèi) 速度g也可測(cè)出。(9) 單擺做簡諧運(yùn)

35、動(dòng)時(shí)，其週期可以表示爲(wèi)T= 2二，1 。假設(shè)T和I可測(cè)，則g可測(cè)。 g(10) 在焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)能測(cè)出水的質(zhì)量及容器的水當(dāng)量共為m和升高的溫度 T，則系統(tǒng)增加的內(nèi)能 U= msA To又由質(zhì)量M的重物落下高度h共n次的力學(xué)能 W= nMgh，可得nMgh= msA T，因此量出 n、M、h、m、及 A T，其 中s為水的比熱，故可測(cè)定重力加速度 go(11) 帶電粒子在平行板的均勻電場(chǎng)中平衡時(shí)，重力mg與電力qE = qV相等，即m mg=dqV。假設(shè)V、d和帶電粒子的荷質(zhì)比(q/m)可測(cè)定，則U g便可測(cè)出。d(12) 假設(shè)一物體在地球外表附近繞地球做等速率圓周運(yùn)動(dòng)，它的向心

36、加速度a =重力加速度g,圓運(yùn)動(dòng)週期及距地心為 R之半徑的測(cè)定，便可由公式：g = a*；2R 測(cè)出g值。2. 選擇方案，簡便精確 對(duì)於每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案。教材中關(guān)於某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?標(biāo)的實(shí) 驗(yàn)方案，也只是衆(zhòng)多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較 可行的一種。那 麼在衆(zhòng)多實(shí)驗(yàn)方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？一般來說，選擇實(shí)驗(yàn)方案 主要有三條原則：(1) 簡便性原則即要求所選方案原理簡單、操作簡便，各量易測(cè)。應(yīng)儘量防止 實(shí)施那些原 理複雜、操作繁瑣和被測(cè)量不易直接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方案。(2) 可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要平安可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材造成危害；所 需裝置和器材要易於置

37、備，不能脫離實(shí)際，不能超出現(xiàn)有條件。(3) 精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等 方面所引入的 誤差是不同的。在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn) 行初步的誤差分析，盡可能選 用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案。 綜合考慮以上三原則來分析前述的 12 個(gè)方案我們發(fā)現(xiàn)：方案(1) 中常用的測(cè)力計(jì)誤差較大；(2) 中 F 和 a 均不易測(cè)定；(3) 中B和t不易測(cè)定且難以保證斜面足夠光滑；(4) 中R t和卩均不易測(cè)定；(5) 中假設(shè)用秒錶計(jì)時(shí)人爲(wèi)因素較大，假設(shè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，紙帶受振針阻 力與通常小 物塊所受重力相比不能忽略；(6) 中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒有；(7) 中假設(shè)用閃光照像

38、技術(shù)則是一種好方案，但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求，假設(shè) 用水平拋射運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大；(8) 中R和V。的測(cè)量難度較大；(9) 中相對(duì)而言較切合中學(xué)實(shí)際；(10) 中需測(cè)定的物理量多且很難採取絕熱措施；( 11)中學(xué)階段不易測(cè)定荷質(zhì)比；(12)只是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，實(shí)施困難，但可估算，代入資料得 g= 9.857m/ s2, 與標(biāo)準(zhǔn)值 9.81ms2 只相差 4.8ms2。綜上所述，中學(xué)階段通常採用單擺法測(cè)定重力加速度最正確。3. 依據(jù)方案，選定器材 實(shí)驗(yàn)方案選定之後，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè) 量與哪些物理量有直接的定量關(guān) 係，這些物理量分別需用什麼儀器來測(cè)定， 從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材。 在“用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中，是 利用單擺裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，故需鐵架臺(tái)、細(xì) 線和擺球等來組裝單擺。重力 加速度可表示爲(wèi)g=4彳/T2，週期需用秒錶測(cè)定；擺長l是從懸點(diǎn)到擺球 中心的距離 ，因此需用米尺和遊標(biāo)尺分別測(cè)定擺線長度 l 和擺球直徑 d。 從實(shí) 驗(yàn)原理運(yùn)算式可以看出，實(shí)驗(yàn)與擺球質(zhì)量無關(guān)，故毋需使用天平。 當(dāng)然，從 實(shí)驗(yàn)方便性和精確性角度考慮，