滬科版八年級全打開物理世界的大門走進(jìn)神奇市賽一等獎

《走進(jìn)神奇》學(xué)案通過一些典型事例讓學(xué)生體會到自然界中的神奇是讓人驚嘆的。通過生活中一些不起眼的小事讓學(xué)生感受到生活中的神奇，而這些神奇則是人類智慧的結(jié)晶。通過解釋一些神奇現(xiàn)象，讓學(xué)生知道通過學(xué)習(xí)科學(xué)，這些神奇是可以得到解釋的。自然中的神奇完全來自于大自然，沒有任何人工制造或利用的痕跡。這些神奇是驚心動魄的。而生活中的神奇，人們已司空見慣，然而當(dāng)仔細(xì)探究時，卻能發(fā)現(xiàn)在這些并非驚心動魄的神奇中蘊藏了人類非凡的智慧。以下是一些自然中的神奇照片。

1．宇宙起源和彗星宇宙起源假說之一：大爆炸理論。宇宙在零時刻時密度為無窮大的物質(zhì)，后來隨著時間的推移，這物質(zhì)發(fā)生了一系列的變化，由此便逐漸形成了現(xiàn)在這樣的世界。地球只是圍繞太陽旋轉(zhuǎn)且在自轉(zhuǎn)的行星。除地球外，還有其他行星，如：水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。彗星一般是由頭和尾組成。頭的中心是彗核，彗核的外面包著彗發(fā)，彗發(fā)的外面再包著彗云。彗尾有直的，也有彎的，或者是兩者的混合。彗尾長短不一，最長的有幾億千米，有的彗星則沒有彗尾。彗核是彗星的主要部分。它是固體，呈球形，含大量的冰，還含有干冰、塵埃、甲烷、氨和少量的金屬等。由于含冰最多，所以有“骯臟的雪球”之稱。這雪球差不多是整個彗星的重量，直徑最大的有100km，最小的只有幾百米。中國民間將彗星叫做“掃帚星”?！板纭痹谥袊Z言中有掃帚的意思，在古希臘語言中有“毛發(fā)”的意思。世界公認(rèn)中國是對彗星觀察和記錄最早的國家。中國古書《淮南子·兵略訓(xùn)》中記錄了公元前1057年的一次彗星，它就是后來命名為“哈雷”的彗星。“哈雷”彗星是根據(jù)埃德蒙·哈雷的名字命名的。哈雷出生于1656年的英國，曾在圣赫勒納島建立一痤臨時天文臺，以此觀察天象。哈雷最廣為人知的貢獻(xiàn)是他對“哈雷”彗星出現(xiàn)時間的準(zhǔn)確預(yù)言，哈雷的預(yù)言在其死后17年準(zhǔn)確應(yīng)驗：1759年、1835年1910年哈雷彗星如期出現(xiàn)。2．太陽太陽是一顆自己能發(fā)光、發(fā)熱的氣體星球。太陽表面叫“光球”，光球外面是色球?qū)?，色球?qū)拥耐鈬侨彰釋?。這三個層面合起來構(gòu)成了太陽的大氣層。光球上經(jīng)常出現(xiàn)一些漩渦狀的氣流，像一個淺盤，它的中間凹進(jìn)去好幾百千米，這些漩渦狀氣流像大小不等的、形狀很不規(guī)則的黑窟窿，這就是天文學(xué)家所說的“太陽黑子”。其實太陽黑子并不是黑色的，一般也有四五千攝氏度，但是與光球相比，它的溫度要低1000~2000℃太陽的直徑為140萬km，是地球直徑的109倍。太陽沒有固態(tài)表面，不會像地球那樣整體自轉(zhuǎn)。太陽里外的密度是不一樣的。它的外殼大部分是氣體，密度很小，但是越往里面，物質(zhì)密度越大。3．雷鳴與閃電閃電是云層和云層之間或云層與地面之間的一種放電現(xiàn)象，而放電時所發(fā)出的巨大聲響就是雷鳴。雷電一般出現(xiàn)在積雨云里。積雨云常常是由于上下層空氣發(fā)生強烈的對流運動而產(chǎn)生的。夏天午后，近地面的空氣被太陽烤得很熱，熱空氣上升，在高空遇到冷空氣就容易產(chǎn)生積雨云。在積雨云中或云塊之間存在著大量的正、負(fù)電荷，空氣對流得愈厲害，云翻滾得愈猛烈；云的上下部聚集的電荷就愈多，在云塊之間或大地之間就會產(chǎn)生很強的電場和電位差；當(dāng)電場強度很大時，就能把阻隔在云之間或云與大地之間的空氣擊穿而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，發(fā)出耀眼的光芒，這就是閃電。在閃電經(jīng)過的通道上，空氣溫度猛烈陡增，空氣受熱和水滴汽化后會猛烈膨脹，發(fā)出巨響，這就是雷鳴。這種自然現(xiàn)象曾經(jīng)長期使古人恐懼不安，他們以為觸怒了天神。4．地球、地震和火山古時候，由于觀察手段所限，認(rèn)為天是圓的地是方的。后來，人們發(fā)現(xiàn)船只在離岸航行時先消失船身，后消失桅桿。由于這樣的一些事例，人們逐漸認(rèn)識到地球是圓的。地球由外向內(nèi)分三層，由地殼、地幔和地核組成，類似于雞蛋的蛋殼、蛋白和蛋黃。地殼是地球的外衣，也叫巖石圈；地幔介于地殼和地核之間，其體積占地球總體積的%，有上地幔和下地幔之分；在距地面2900km以下為地球的核心——地核。地殼運動使巖層扭曲而形成斷層，斷層形成時，會引發(fā)地震。在地層深處，巖石因高溫而熔化成黏稠的液狀，稱為巖漿。這些巖漿噴出地面所形成的山就稱為火山。5．龍卷風(fēng)龍卷風(fēng)有時稱為旋風(fēng)，外形近似漏斗，它通過地表或海面時，產(chǎn)生的破壞力極大，是人類所知的最激烈和最具破壞性的天然風(fēng)暴。龍卷風(fēng)內(nèi)部強大的上升氣流有時可將汽車或樹木舉起，帶到數(shù)百米外。它快速移動的漏斗狀旋風(fēng)對建筑物的破壞尤其嚴(yán)重。當(dāng)龍卷風(fēng)通過房子時，建筑物周圍的空氣會被吸起，使屋外的空氣壓力小于屋內(nèi)，造成房子爆炸。龍卷風(fēng)形成前，天空會出現(xiàn)一片雷雨云，其中一個區(qū)域的云特別黑且稠密。此區(qū)域的空氣會快速旋轉(zhuǎn)，然后形成漏斗狀的云向下延伸，到達(dá)在面，就會掀起大片的塵土及其他物體。6．拉鏈拉鏈只是一個小小的發(fā)明，但是整個世界都離不開它。它被美國《科學(xué)世界》雜志評選為20世紀(jì)的十大發(fā)明之一。1893年前后，美國工程師惠特科母、賈德森利用凹凸齒錯合原理，設(shè)計出一種可快速滑動的關(guān)啟系統(tǒng)，申請了專利，這就是早期的拉鏈。拉鏈這種連接方式與傳統(tǒng)的連接概念完全不同。人們習(xí)慣用扣子系衣服，用帶子拴鞋，這些連接方式都不是完全封閉的，費時也不牢固。人們發(fā)現(xiàn)拉鏈的確是一種方便好用的東西。拉鏈的品種層出不窮，其使用的材料除了金屬外，還發(fā)展到了塑料。人們不僅將其應(yīng)用于衣服、提包上，其他行業(yè)也使用它。7．圓珠筆美國人勞得是世界上第一個想到用小圓珠代替筆尖書寫的人，并于1888年得到圓珠筆的發(fā)明專利。由于他發(fā)明的圓珠筆比起1884年發(fā)明的自來水筆較為遜色，所以50余年后，圓珠筆又有了新的進(jìn)展?，F(xiàn)代的圓珠筆是由匈牙利人比羅兄弟于1938年獨立設(shè)計發(fā)明的。他們改進(jìn)了圓珠筆芯的墨水供給系統(tǒng)，利用毛細(xì)作用使圓珠濕潤。美國商人雷諾茲看到了比羅的圓珠筆，為了不侵犯比羅的專利權(quán)，他參考了勞得的發(fā)明，把比羅的圓珠筆利用毛細(xì)作用供給墨水改為利用重力供給。1949年，美國化學(xué)家西奇配制了一種黏度很高、快速干燥的圓珠筆專用油墨。到1951年，世界上圓珠筆的銷量超過了自來水筆。8．感受氣壓取一個空的鋁質(zhì)易拉罐及一盆冷水，罐口纏上鐵絲并固定并將鐵絲擰成柄狀（要有一定的長度和強度），往易拉罐中加入少量的水，放在酒精燈上加熱至沸騰，并繼續(xù)加熱數(shù)十秒，迅速（持鐵絲柄）將易拉罐倒扣到冷水中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。注意：此時易拉罐在氣壓的作用下被壓扁且發(fā)出巨大的響聲，實驗者應(yīng)有思想準(zhǔn)備，以防驚惶中碰到其它實驗儀器而被燙傷甚至引起火災(zāi)。本實驗有一定的危險性，建議在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行。9．摩擦三兄弟摩擦三兄弟就是指靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦，它們都是摩擦家族的成員。說起摩擦，大家一定不陌生，因為摩擦是我們生活中司空見慣的現(xiàn)象，我們每時每刻都在和摩擦打交道.我們走路、吃飯、洗衣服依靠摩擦；各種車輛的行使依靠摩擦，機器運轉(zhuǎn)離不開摩擦；就是建造房子也離不開摩擦。

假如沒有了摩擦，世界將會變成什么樣？真是不可想象?？梢哉f，摩擦是我們?nèi)祟愲x不開的好朋友。但是在很多場合，摩擦三兄弟扮演著"不受歡迎"的角色。

在現(xiàn)代汽車中，20％的功率要用來克服摩擦；飛機上的活塞式發(fā)動機因摩擦損耗的功率要占10％，就是最先進(jìn)的渦輪噴氣發(fā)動機也要為克服摩擦損耗2％的功率。世界上有數(shù)以萬計的汽車、數(shù)以萬架的飛機，這樣每年要有多少燃料被白白浪費掉，真是可惜。

但更為嚴(yán)重的是，摩擦還會造成機器零部件的磨損。據(jù)報道，英國在這方面損失每年要超過20億美元。摩擦除了導(dǎo)致磨損之外，還會使航空和航天器過度發(fā)熱，這更是現(xiàn)代科技遇到的又一難題。

當(dāng)飛機著陸的時候，閘閥和閘輪會摩擦產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，這樣的高溫使機閘材料變軟、變質(zhì)，一幅價格昂貴的閘瓦和閘輪，往往只使用了幾次就報廢了。

當(dāng)宇宙飛船返回地面的時候，由于高速船體與空氣之間的摩擦，會使整個船體成為一個通紅的火球，為了保護飛船里的宇航員和各種儀器設(shè)備，人們不得不付出昂貴的代價，用耐高溫的特種合金制造船體，并且還在外面加裝了耐高溫材料。

為了能駕馭摩擦，讓摩擦三兄弟為人類更好地服務(wù)，人們一直進(jìn)行著艱苦的研究和探索。早在