第一篇:生活中的物理讲稿
从古时候起,人们就尝试着理解这个世界:为什么物体会往地上掉,为什么不同的物质有不同的性质等等。宇宙的性质同样是一个谜,譬如地球、太阳以及月亮这些星体究竟是遵循着什么规律在运动,并且是什么力量决定着这些规律。人们提出了各种理论试图解释这个世界,其中诞生的有神话寓言故事、也有迷信的鬼神传说(打雷说是要除妖怪的,或者说是雷公生气了什么的),大多数都是错误的,不科学的,毕竟科技的不发达,人们的认知有限,而人邮箱发现其中的规律。一些早期的理论在今天看来更像是一些哲学理论,它们不像今天的理论通常需要被有系统的实验证明。
像托勒密和亚里士多德提出的理论,其中有些与我们日常所观察到的事实是相悖的。当然也有希腊的思想家阿基米德在力学方面导出了许多正确的结论,像我们熟知的阿基米德定律。
在十七世纪末期,由于人们乐意对原先持有的真理提出疑问并寻求新的答案,最后导致了重大的科学进展,这个时期现在被称为科学革命。科学革命的前兆可回溯到在印度及波斯所做出的重要发展,包括:印度数学暨天文学家Aryabhata以日心的太阳系引力为基础所发展而成的行星轨道之椭圆的模型、哲学家Hindu及Jaina发展的原子理论基本概念、由印度佛教学者Dignāga及Dharmakirti所发展之光即为能量粒子之理论、由穆斯林科学家Ibn al-Haitham(Alhazen)所发展的光学理论、由波斯的天文学家Muhammad al-Fazari所发明的星象盘,以及波斯科学家Nasir al-Din Tusi所指出托勒密体系之重大缺陷。
彩虹
1、冰棍和冰激凌 冰棍和冰激凌是世界各国人们都喜欢的止渴解暑食品。当你吃到凉甜可口的冰棍和冰激凌时,你是否想过,世界上最早制作冰棍和冰激凌的是哪个国家呢? 我国是冰棍和冰激凌的故乡。早在3000多年以前,我国就有用冰解暑的记载。后来皇宫里就有了用奶和糖制成的冰棍。到了元世祖忽必烈时代(大约700多年前),皇宫里又有了类似现在冰激凌的食品,叫做冰酪。那时,元朝统治者禁止王室以外的人制作冰酪。直到意大利旅行家马可·波罗离华回国前,元世祖才让人把这种珍品的制作方法教给他。马可·波罗回去后,又把这种制作方法传给了意大利王室,意大利王室把这种方法保密了约300年,到1533年,法国国王和意大利人结婚以后,制作冰酪的方法才由意大利传入法国。1777年美国纽约大街上才有了冰激凌广告。
我国古代劳动人民的解暑食品是冰核。直到清代,每当盛夏到来之际,北京大街上还有人买冬天入窖保存下来的天然冰快冰核。大约在1935年,北京有人想出了“绝招”:先把天然冰放进一个大木桶里,加入适量的食盐,这样的木桶就成了一个“土冷冻室”。再准备许多圆柱形小铁筒,每个小铁筒里都装满加了香料和糖的水,并插上一根木棍。然后把一个个装满糖水的小铁筒放进“土冷冻室”大木桶里,封闭起来冷冻。经过半小时后,小铁筒里的糖水就冻结成了冰棍。由于这种解暑食品很受顾客的欢迎,所以很快就在前门大街出现了专售冰棍的商店。
为什么把食盐放到天然冰里混合后能使水结冰呢?这是因为许多纯净物质一旦掺入杂质,它的凝固点就会降低。放在大木桶里的天然冰,加入适量的食盐,就会因凝固点降低而融解;冰融解时要从小铁筒里的水中吸热,小铁筒的水就会放热冻结成冰。这就是制作冰棍的道理。
当然,在现代,人们已经能用各种先进的制冷设备来制造冰棍和冰激凌等冷食了。
冰棍冒气炎热的夏天,热气逼人,吃上一根冰棍才舒服呢!你注意过吗,冰棍从冷藏箱里拿出来往往还冒“汽”哩!真有趣,通常只有热的东西才冒汽,冰棍为什么会冒汽呢?
夏天的气温比冰棍的温度高得多,冰棍一遇到空气就要融化,融化时要从周围的空气中吸收大量的热,使空气的温度下降。平时空气里含有一定量的水蒸气,由于温度突然降低,就达到饱和或过饱和状态。也就是说,冰棍周围的空气由于温度降低,便容纳不下原来所含的那么多水蒸气了。在这种情况下,多余的水蒸气就结成微小的水珠,形成一团团飘浮着的雾状水滴,经光线照射,就成了白色的水汽。
云、雾、雨、雪形成的原因也是这样。江河湖海里的水,受到阳光照射后,不断地变成水蒸气,飘散在空气中,含有水蒸气的空气受热上升,升到一定高度,遇到冷空气,就凝成一团团悬浮的小水滴,这便是云。靠近地面的水蒸气,遇冷也能结成一团团悬浮的小水滴,这就是雾。所以云和雾在本质上是相同的。在合适的条件下,云里的小水滴不断地合并成大水滴,直到上升的气流托不住它的时候,便降落下来,形成雨。如果是冬季,这些水滴就结晶成雪花漫天飘舞。不过,空气中饱和水汽的凝结,必须有它凝结的“核心”才行,这个核心就是飘浮在空气中的尘埃,它是促进云、雾、雨、雪形成的必要条件之一。
云雾的秘密,使英国物理学家威尔逊受到很大启发。经过研究,他于1894年发明了一个叫“云雾室”的装置,它里面充满了干净空气和酒精(或乙醚)的饱和汽。如果闯进去一个肉眼看不见的带电微粒,它就成了“云雾”凝结的核心,形成雾点,这些雾点便显示出微粒运动的“足迹”。因此,科学家可以通过“云雾室”,来观察肉眼看不见的基本粒子(电子质子等)的运动和变化情况。同时,还发现了不少新的基本粒子。威尔逊云雾室,为研究微观世界作出了卓越贡献,1927年,他因此荣获了诺贝尔物理学奖金。
爱斯基摩人的冰屋 冰是冷的象征,一提到它,人们就会不寒而栗。但是,在冰雪凛冽的冬天,生活在北极圈里的爱斯基摩人,却凭着用冰垒成的房屋,熬过严寒的冬天。
在北极圈内,有取之不尽的冰,又有用之不竭的水。每当冬天到来之前,爱斯基摩人都要建造冰屋。他们就地取材,先把冰加工成一块快规则的长方体,这就是“砖”;用水作为“泥”。材料准备好以后,他们在选择好的地方,泼上一些水,垒上一些冰快,再泼一些水,再垒一些冰快;前边不断地垒着,后边不断地冻结着,垒完的房屋就成为一个冻结成整体的冰屋。这种房屋很结实,被誉为爱斯基摩人的令人羡慕的艺术杰作。
爱斯基摩人的冰屋是怎样起到保暖防寒作用的呢?
首先,由于冰屋结实不透风,能够把寒风拒之屋外,所以住在冰屋里的人,可以免受寒风的袭击。
其次,冰是热的不良导体,能很好地隔热,屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外。再次,冻结成一体的冰屋,没有窗子,门口挂着兽皮门帘,这样可以大大减少屋内外空气的对流。
正因为如此,冰屋内的温度可以保持在零下几度到十几度,这相对于零下50多度的屋外,要暖和多了。爱斯基摩人穿上皮衣,在这样的冰屋里完全可以安全过冬了。当然,冰屋里的温度比起我们冬天的室内温度要低得多,而且冰屋里也不允许生火取暖,因为冰在0℃以上就会融解成水。
2、但他真的能撬动地球吗? 阿基米德杠杆原理,剪刀,指甲刀,木工锤子,打火机,铁锹,啤酒起子,压水井。
这个阿基米德曾经对叙拉古的国王说:“给我一个支点,我能撬动地球”。国王一听感到非常吃惊,心想阿基米德是不是病了,胆敢夸这么大的海口,于是他命令阿基米德去移动放在海边陆地上的一条大船。阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑轮和杠杆,并让国王牵动一根绳索,船还真的就能够慢慢地移到了海里。国王见此情形,十分钦佩,当众宣布:“从现在起,我要求大家,无论阿斯米德说什么,都要相信他!”阿基米德的确用较小的力就产生了较大的力,(下一页)但是如果真让他去搬动地球,他行吗?
让我们设想阿基米德真的找到了一个立足点,再设想他真的找到了一根足够长的杠杆,那么你知道他如果把地球哪怕只举起一厘米,得用多长时间吗?————至少要用三十万万万年。大家都应该知道一些常识,地球的质量是6×10的24次幂千克,如果一个人能直接举起60千克的重物,那么他要举起地球,其杠杆的长臂将是短臂的10的23次幂倍,也是说如果在短臂的那一头举高1厘米,则长臂在宇宙空间里所画的一个大弧,其弧长为10的21次幂 米,如果我们认为阿基米德能在1秒钟内把60公斤的重物举高1米(这种工作能力是相当惊人的)。那么,他要把地球举起1厘米,就得用3×10的13次幂年,可见,阿基米德就是用一辈子时间按着杠杆,也不能把地球举起象极细的头发那样粗细的一段距离。
即使阿基米德的手能够运动得和自然界最大的光速一样快,他也只能在做了十几万年的工作以后,才能把地球举起一厘米。
再者,我们知道地球的质量是6×10的24次幂千克,那么,地球的重力就是6×9.8×10的24次幂牛吗?否,因为重力是物体由于地球的吸引而受到的力,你要产生这么大的一个重力,就必须把地球当作一个物体,另外用一个地球来吸引它,而这个地球到哪儿去找呢?
“功的原理”告诉我们,任何一种机器,如果在力上占了便宜,在位置移动的距离上就一定要吃亏。阿基米德的豪言壮语虽然无法实现,但他生动形象的说明了杠杆能省力,省力不省功,这就是杠杆的作用。
3、高压线上的鸟 站在高压线上的小鸟是站在同一根电线上的,电线的电阻没有小鸟两腿间的电阻大,电线会把小鸟短接,在小鸟的两只脚之间不会有电压存在,也就不会有电流从它身上通过,所以小鸟不会触电。
不过,如果小鸟的身体同时接触两根电线,或者站在电线上的鸟在不绝缘的电杆或架上磨嘴巴,就会有电流从鸟儿身上流过,使它触电身亡。正因为如此,人们在高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间,总是隔着一个长长的绝缘瓷瓶,它既可以起到保护鸟类免遭触电的作用,又可避免由于鸟类触电而发生的停电事故。但如果鸟儿的脚跨很长的一段距离,电线是有电阻的,导体在温度、横截面积、材料一定的情况下,长度越长电阻越大。当这一段电线的电阻比鸟的两腿间的电阻还大的时候,电流就会从鸟的身上流过,但是没有鸟能跨这么大的距离。
4、大雪之后的沉寂 在冬天,一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱静。这是怎么回事?难道是人为的活动减少了吗?那么,为什么在雪被人踩过后,大自然又恢复了以前的喧嚣?原来,刚下过的雪是新鲜蓬松的。它的表面层有许多小气孔。当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。由于气孔往往是内部大而口径小。所以,仅有少部分波的能量能通过出口反射回来,而大部分的能则被吸收掉了。从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收,故出现了万籁俱寂的场面。而雪被人踩过后,情况就大不相同了。原本新鲜蓬松的雪就会被压实,从而减小了对声波能量的吸收。所以,自然界便又恢复了往日的喧嚣。
5、拔河比赛只是比力气吗
不知道大家参加过拔河比赛没有。大家觉得拔河比赛比的是什么?很多人会说:当然是比哪一队的力气大喽!实际上,这个问题并不那么简单。
根据牛顿第三定律(即当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上),对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。对拔河的两队进行受力分析就可以知道,只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。首先,穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时,大人很容易获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。
另外,在拔河比赛中,胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对地面的压力,等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。
6、怎样辨别生蛋和熟蛋?
假如你一定要不敲碎蛋壳来判别一个蛋的生熟,你该怎么办呢?力学上的知识能够帮助你解决这个小困难。这儿问题的关键就在生蛋和熟蛋的旋转情形不一样。这一点就可以用来解决我们的问题。把要判别的蛋放到一只平底盘上,用两只手指把它旋转。这只蛋如果是煮熟的(特别是煮得很“老”的),那么它旋转起来就会比生蛋快得多,而且转得时间久。生蛋呢,却甚至转动不起来。而煮得“老”的熟蛋,旋转起来快得使你只看到一片白影,它甚至能够自动在它尖的一端上竖立起来。
这两个现象的原因是,熟透的蛋已经变成一个实心的整体,生蛋却因为它内部液态的蛋黄蛋白不能够立刻旋转起来,它的惯性作用就阻碍了蛋壳的旋转;蛋白和蛋黄在这里是起着“刹车”的作用。生蛋和熟蛋在旋转停止的时候情形也不一样。一只旋转着的熟蛋,只要你用手一捏,就会立刻停止下来,但是生蛋虽然在你手碰到的时候停止了,如果你立刻把手放开,它还要继续略略转动。这仍旧是方才那个惯性作用在作怪,蛋壳虽然给阻止了,内部的蛋黄蛋白却仍旧在继续旋转;至于熟蛋,那它里面的蛋黄蛋白是跟外面的蛋壳同时停止的。这类实验,还可以用另外一种方法来进行。把生蛋和熟蛋各用橡皮圈沿它的“子午线”箍紧,各挂在一条同样的线上。把这两条线各扭转相同的次数以后,一同放开,你立刻就会看到生蛋跟熟蛋的分别:熟蛋在转回到它的原来位置以后,就因为惯性作用向反方向扭转过去,然后又退转回来,——这样扭转几次,每次的转数逐渐减低。但是生蛋却只来回扭转三四次,熟蛋没有停止它就早停下来了:这是因为生蛋的蛋白蛋黄妨碍了它的旋转运动的缘故。
7、蜡烛能在水中燃烧吗? 准备材料:一盒火柴、一个玻璃杯、一支蜡烛、一些水
点燃蜡烛,用同样的方法把蜡烛固定在玻璃杯底中央。然后小心翼翼地在水杯中注水至距蜡烛上端1cm处。进行观察,我发现当蜡烛燃烧到接近水面时,蜡烛并没有熄灭。继续观察,我发现在蜡烛的燃烧槽周围形成了一个薄薄的圆柱状的墙。蜡烛的灯芯已经到了水面下。蜡烛真的能在水中燃烧!太神奇了。这是为什么呢?
原来是因为烛液是热的,水是凉的,它们相遇后就在蜡烛周围形成一个圆的保护层(就是我们看到的像圆柱一样的墙)。阻止水进入蜡槽到灯芯,蜡烛就不会熄灭,我们就会看到蜡烛在水中燃烧。
8、二、皮袄会给你温暖吗? 假如有人一定要你相信,说皮袄根本一点也不会给人温暖,你要怎样表示呢?你一定会以为这个人是在跟你开玩笑。但是,假如他用一连串的实验来证明他的话呢?譬如说吧,你可以做这样一个实验。拿一只温度计,把温度记下来,然后把它裹在皮袄里。几小时以后,把它拿出来。你会看到,温度计上的温度连半度也没有增加:原来是多少度,现在还是多少度。这就是皮袄不会给人温暖的一个证明。而且,你甚至可以证明皮袄竟会把一个物体冷却。拿一盆冰裹在皮袄里,另外拿一盆冰放在桌子上。等到桌子上的冰熔化完之后,打开皮袄看看:那冰几乎还没有开始熔化。那么,这不是说明皮袄不但不会把冰加热,而且还在让它继续冷却,使它的熔化减慢吗?你还有什么说的呢?你能够推翻这个说法吗?你没有办法推翻的。皮袄确实不会给人温暖,不会把热送给穿皮袄的人。电灯会给人温暖,炉子会给人温暖,人体会给人温暖,因为这些东西都是热源。但是皮袄却一点也不会给人温暖。它不会把自己的热交给别人,它只会阻止我们身体的热量跑到外面去。温血动物的身体是一个热源,他们穿起皮袄来会感到温暖,正是因为这个缘故。至于温度计,它本身并不产生热,因此,即使把它裹在皮袄里,它的温度也仍旧不变。冰呢,裹在皮袄里会更长久的保持它原来的低温,因为皮袄是一种不良导热体,是它阻止了房间里比较暖的空气的热量传到里面去。
在这个意义上,冬天下的雪,也会跟皮袄一样地保持大地的温暖;雪花和一切粉末状的物体一样,是不良导热体,因此,它阻止热量从它所覆盖的地面上散失出去。用温度计测量有雪覆盖的土壤的温度,知道它常常要比没有雪覆盖的土壤的温度高出摄氏10 度左右。雪的这种保温作用,是农民最熟悉的。所以,对于“皮袄会给我们温暖吗”这个问题,正确的答案应该是,皮袄只会帮助我们自己给自己温暖。如果把话说得更恰当一些,可以说是我们给皮袄温暖,而不是皮袄给我们温暖。
四、载人航天三大难题
载人航天是集国家政治、军事、科技实力为一体的高难度系统工程。要真正把人送入太空乃至使人长时期在太空生活,必须要突破三大技术难题。
第一个难题是,研制出推力足够大,可靠性极端好的运载工具。前苏联发射东方号、上升号、联盟号等载人飞船的运载火箭都是运载能力5吨以上,而且在发射中极少发生事故的优秀运载工具。为了确保发射时万无一失,运载火箭及飞船的关键部件必须是双备份或三备份,火箭、飞船在上天前,必须经过一系列极严格的地面测试和模拟飞行,直到没有一丝隐患才能放行上天。据记载,苏/俄近百次发射载人飞船,运载火箭出现问题宇航员使用逃逸塔救生设备的仅1次。美国航天飞机的近百次飞行,也只有挑战者号爆炸一次灾难性事故。难怪有专家说,由于对可靠性的重视,实际上,与航海、航空及陆上各种交通运输工具比较,航天器的活动有着最好的安全记录。
第二个难题是,获得空间环境对人体影响的足够信息,了解人体所能承受的极限条件并找到防护措施。
空间环境与陆地环境有着天壤之别。太空中高度真空,没有氧气没有水,如果没有任何保护,人体暴露在这样的环境里,不消一分钟,就会由于身体内外的巨大压差而爆炸,体液会迅速沸腾汽化。太空中温差极大,由于没有空气对流,航天器朝阳面温度可达100℃以上,而背阴面则会在-100℃以下,在远离地球的深空中,温度则达到人体根本无法耐受的-273℃。太空中还充满了有害的宇宙辐射。另外太空失重环境,特别是飞船上升、返回阶段的加速度和减速度会使人体发生平衡功能紊乱、体内组织位移、肌肉萎缩、骨质脱钙等病变。
要在这种环境里保证人的生存,就必须研制出密封的防辐射飞船,飞船中要配备能供人正常生活的空气、水、温度等基本生命保障条件。同时还要为宇航员装备上宇航服,一旦宇航员要走出飞船座舱到太空中工作,所有的生命保障系统便全由宇航服提供。
在近40年的载人航天实践中,苏/俄研制出了东方号、上升号、联盟号三代载人飞船,美国也成功使用了水星号、双子星座号和阿波罗号三代载人飞船以及航天飞机。乘坐这些航天器,截至1997年4月世界上已有727人次宇航员成功地进入了太空。
第三个难题是,可靠的救生技术及安全返回技术。载人航天与不载人航天最大的区别就在于救生技术的应用和安全返回的绝对可靠。
载人航天的救生装置有弹射座椅、逃逸塔、分离座舱和载人机动装置等。它们在飞行的不同高度发挥各自的作用。
一般来说,飞行高度在10公里左右时,宇航员可以采用弹射座椅的方式弹出发生危险的航天器,跳伞救生。也可以启动逃逸塔,让逃逸塔拉着飞船甩掉出毛病的火箭另行降落救生。如果火箭高空发生问题,宇航员跳伞不行了,逃逸塔已按飞行程序抛掉了,则只有采取分离飞船座舱的办法,让飞船座舱自己返回救生。飞船入轨后,一旦自身遭到损坏或宇航员生病,需营救时,那么只有暂时采用船上救生装置等待地面发射飞船救生的办法。
飞船的安全返回也不容易,它需要启动反推火箭减速、调姿、进入返回轨道等技术,还要闯过三道“鬼门关”:一是过载关,飞船高速进入稠密大气层时会产生巨大的冲击过载,就像飞机撞山一般;二是火焰关,飞船返回与空气的剧烈摩擦会产生几千度的高温,没有防护,钢筋 铁骨也会化为灰烬;三是撞击关,飞船降落尽管有降落伞,但它的降落速度仍达每秒14米,不采取措施,就是壮汉也会被摔死。此外,落点的精度也是大问题,前苏联的一艘飞船返回时出现落点偏差,结果营救人员找不到宇航员,而宇航员却被困在冰天雪地的森林里差点冻死。
尽管载人航天困难重重,但人类正在一步步地掌握它的规律。中国航天科学家已经成功的解决了这三大难题,载人航天工程已经取得了可喜的成绩
五、神秘的纸片
请你把一张薄纸剪成长方形,按照它的横直两条中线各对折一次。再
把纸展开,你一定知道,两条折痕的交点就是这张长方纸片的重心。现在,把这张纸片放到一根竖立着的针的针尖上,使针尖恰好顶着这一点。这张纸片会在针尖上保持平衡,因为针是顶在它的重心上。这张纸片 如果受到一阵微风吹动,就会很快旋转起来。
起初,这个小玩意还看不到什么神秘的现象。现在你把手放到这张纸 片旁边,象图76 的样子;注意手要轻轻移过去,不要让手移动时候的风 把纸片吹落。奇怪的现象发生了:纸片旋转起来,起初还慢,渐渐快起来 了。可是如果你把手悄悄地拿开,纸片立刻就会停止旋转;把手移近,纸 片又旋转起来。
这个谜一般的旋转现象,在前一世纪七十年代里,曾经有过一个时期 使许多人认为人体有某种超自然的能力。信奉神秘教的人们,就认为这个 实验恰好证实了他们的“人体能够发出神秘力量”的模糊的学说。但是实 际上这一件事情的原因非常自然而且简单:下部的空气给你的手掌温暖了 就向上升起,它碰到纸片,纸片就旋转起来,就象放在灯上的纸条卷会转 动一样,因为纸片曾经折过,就造出了略略的倾斜。细心的人在做这个实验的时候,一定会发现这个纸片总是按着一个方向旋转,它总是从手腕那边向手指那边转过去。这一点,解释起来也很容
易。人手各部分的温度是不同的:手指端上的温度总比掌心低;因此,接近掌心的地方,就会造成比较强的上升气流,它对纸片所加的力量也比手 指那边大
六、究竟谁吃亏
小卓、小越在一本杂志上,看到了这样一个故事:
一次,检查员发现某药店的一台天平左右两臂不相等,于是责令营业员停止使用该天平,但这时却刚好跑进来一顾客,要求购买200克药品,营业员急中生智地对检查员说:我先在左盘里放药品,右盘放100克砝码,然后再在左盘放100克砝码,右盘放药品,这样一次药品的质量多于100克,一次药品的质量少于100克,两次扯平了,刚好200克,这样,谁也不吃亏。
小越看后,不加思索地说:营业员说得有道理,这样谁也不吃亏。小卓却摇摇头说:那可不一定,我们还是来推理一下吧!我们设天平的两个力臂分别为L1、L2,设第一次所放的药品质量为m1,第二次所放的质量为m2,则根据杠杆平衡原理可得:m1l1=O.1 l2(1)0.1l1=m2l2(2)由(1)÷(2)得 m1m2=0.12 又因为天平两臂不等,所以m1≠m2 即(√m1-√m2)2>0,化简m1+m2>2√m1m2=0.2(千克)即营业员前后两次称量的总和要大于0.2千克,所以营业员要吃亏。小越听完后,连连点头:“有道理,有道理,我怎么没想到!” 八、一吨木头和一吨铁
大家都知道这个用来开玩笑的问题:一吨木头和一吨铁,哪一个重些?有人不想一想就回答一吨铁重些,常常引起大家的哄笑。假如回答的人说一吨木头重些,那么大家就要笑得更厉害了。这样的说法,好象一点没有根据,可是严格地说,这个答案却是正确的!问题在于阿基米德原理不但在液体方面适用,在气体上也适用。根据这个原理,每个物体在空气里所“失”的重量,等于给这物体所排开的同体积的空气重量。木头和铁,在空气里当然也要失去它们的一部分重量,要求出它们的真正重量,得把所失的重量加上去。因此,在我们这个题目里,木头的真正重量应该等于1 吨加上跟这块木头同体积的空气重量;而铁的真正重量应该等于1 吨加上跟这块铁同体积的空气重量。但是,一吨木头所占的体积,要比一吨铁多得多(大约等于铁的15倍),因此,一吨木头的真正重量要比一吨铁的真正重量大!说得更明确些,我们应该说成这个样子:在空气里重一吨的木头的真正重量,要比在空气里重一吨的铁重些。一吨铁大约占据■立方米的体积,而一吨木头大约占据2 立方米,这两种物体排出的空气相差大约2.5 公斤。你看,一吨木头实际上要比一吨铁就重出这么多!
九、要从水里拿东西不把手沾湿
把一枚铜圆放在平底的大盘里,倒上清水,把铜圆淹没,然后,请你用手把铜圆拿出,却不许把手沾湿。这个好象根本不可能的题目,只要一只玻璃杯和一张燃着的纸就可以解决。把纸燃着,放到杯子里,很快把杯子倒转,盖在铜圆附近的盘上。纸烧完了,杯子里满是白烟,过了一会,盘里的水竟自动流到杯里去了。这时候那个铜圆当然还留在盘上,只要少许等一会,等它干了,就可以把它拿出来,这时候你的手就可以一点不沾水。是什么力量把水赶到杯里去,使它支持在某一个高度却不落下来呢?这是空气的压力。燃着的纸烧热了杯里的空气,空气的压力增加了,就把一部分空气排了出去。等纸片烧完以后,杯里的空气又冷了下来,压力也跟着减低了,外面空气的压力就把盘里的水赶进杯子里去了。不用纸片,拿两根火柴插在一只软木塞上点着了,象图64 所示的样子,也可以得到同样结果。我们时常听到甚至读到一些对于这个实验的不正确的解释①。说甚么纸片燃着后,“烧去了杯里的氧气”,因此杯里的气体减少了。这种解释是完全不正确的。主要的原因是由于空气的受热,而完全不是什么纸片烧去了一部分氧气。这一点的证明就是,第一,这个实验可以完全不用燃烧纸片,只要把杯子在沸水里烫过也可以。其次,假如用浸透酒精的棉花球来代替纸片,那么,因为它可以燃烧得更久,把空气烧得更热,水也就几乎可以升到杯子的一半;但是,大家都知道,空气里的氧只占全体积的五分之一呀。最后,还有一点可以提出,就是,“烧去”了氧却生出二氧化碳和水汽,它们会占据氧的位置的。
十一、详解热水结冰为何快于冷水
古希腊哲学家亚里士多德曾最先记载过这样一个奇特现象——在同等低温条件下,温度高的水结冰速度快于冷水。坦桑尼亚学生姆潘巴1969年使这一现象变得更为人知晓,他发现加糖的牛奶加热后比未加热的牛奶结冰速度快。这种现象也被称为“姆潘巴现象”。但个中原因是什么呢?
据将于6月3日出版的英国《新科学家》杂志报道,美国华盛顿大学的乔纳森·卡茨在对“姆潘巴现象”深入研究后认为,这一现象实际上与水中的溶解物有关。水在加热过程中,一些通常会使水变“硬”的溶解物,主要是碳酸钙和碳酸镁等碳酸盐,会被“驱逐”出来形成固体沉淀,这就是日常生活中常见的附在水壶内壁上的水垢。
卡茨说,未经加热的水中仍含有这些溶解物,在水结冰过程中随着冰晶的形成,尚未结冰的水中这些物质的浓度会进一步升高,甚至可达正常水平时的50倍。这种情况会降低水的冰点,这也就减缓了冷水结冰的速度。这一原理就如同下雪后向路面撒盐防止结冰一样。
卡茨认为,姆潘巴在牛奶中加糖实际上是使水变得“更硬”,进一步扩大了只含少量碳酸盐的热牛奶与富含碳酸盐的冷牛奶之间结冰速度的差距。
美国加利福尼亚大学伯克利分校的理查德·穆勒认为,卡茨对“姆潘巴现象”的分析是迄今对这一现象做出的最深入、最严谨的解释,并认为卡茨找到了“简单但对头”的方式解决这一问题。
十二、会变化的“物重”
在学习了有关物理知识以后,同学们可能知道物体自身的重量不是一成不变的,即有时候“失重”;有时候“超重”。究竟是什么原因导致物体重量的变化呢?别急,我们先来看下面一个故事:
从前,曾经有这样一件事:一个商人向荷兰渔民购入5000吨青鱼,装在船上,从荷兰一个城市运到靠近赤道的非洲城市——马加的海港去。到了那里,一过磅,发现青鱼少了将近19吨。奇怪!到哪里去了呢?被偷走是不可能的,因为轮船沿途并没有靠过岸。在当时大家都无法揭开这个秘密,现在我们终于知道它的原因了:原来这是地球引力跟我们开的玩笑。由于地球是稍带椭圆的,它的南北极的半径要比赤道半径小20公里。半径越小,吸引力越大;反之亦然。因此,在荷兰的五千吨青鱼,运到靠近赤道时,青鱼的重量就自然变“轻”了。
除此之外,物体重量的变化情况还很多呢!如在高山上,要比平地上轻一些;在赤道上比两极轻一些;在水里比在陆地上轻的多,等等。可以想象,如果飞到地球引力达不到的高空区域,在那里根本没有重量了,因为在那里地球的吸引力很小。但是,不论怎样变化,物体的质量却不会变化!
怎么样,现在大家明白其中的道理了吧!其实我们身边还有很多类似的问题,只要大家能够及时发现它们,并且与理论相结合,就可以找出正确的答案。相信你今后遇到类似的问题时,不要“束手无策”哦!
百慕大三角洲
在本世纪海上发生的神秘事件中,最著名而以最令人费解的,当属发生在百慕大三角的一连串飞机、轮船失踪案。据说自从1945年以来,在这片海域已有数以百计的飞机和船只神秘的无故失踪。失踪事件之多,使世人无法相信其尽属偶然。所谓百慕大三角是指北起百慕大群岛,南到波多黎各,西至美国佛罗里达州这样一片三角形海域,面积约一百万平方公里。由于这一片海面失踪事件叠起,世人便称它为“地球的黑洞”、“魔鬼三角”。
1945年12月的一天,美国第十九飞行队的队长泰勒上尉带领人14名飞行员,驾驶着5架复仇者式鱼雷轰炸机,从佛罗里达州的劳德代尔堡机场起飞,进行飞行训练。泰勒是一名经验丰富的飞行员,有着在空中飞行2599小时的飞行记录,他的飞行技术对完成这样的训练任务应该是根本不成问题的。但当飞行的机群越过巴哈马群岛上空时,基地突然收到了泰勒上尉的呼叫:“我的罗盘失灵了!”,“我在不连接的陆地上空!”以后两个小时,无线电通信系统断断续续,但是还能显示出他们大致是向北和向东飞。下午4点,指挥部收到泰勒上尉的呼叫:“我弄不清自身位置,我不知在什么地方。”接着电波讯号越来越微弱,直至一片沉寂。指挥部感到这事不大对头,立即派一架水上飞机起飞搜索。半小时后,一艘油轮上的人看见一团火焰,那架水上飞机坠落了。
在短短的6个小时,6架飞机,15位飞行员一下子都不见了。他们消失得莫名其妙。这件事使美国当局受到极大的震动,军方决心查个水落石出。次日,在广达600万平方公里的海面上,出动了300架飞机和包括航空母舰在内的21艘舰艇,进行了最大规模的搜索。搜索范围从百慕大到墨西哥湾的每一处海面,时间达5天之久,可仍没能找到那六架飞机的踪影。
多年来,人们对这次事件众说纷纭,百慕三海域也就随着这次事件的披露而出了名。然而,该地区无法解释的船只或飞机失踪事件,可以追溯到19世纪中叶。
早在1840年,一艘名叫“洛查理”的法国货船航行到百慕大海面时,人们就发现船上食物新鲜如初,货物整齐无损,而船员却全部神秘地失踪了。
1872年,在亚速尔群岛以西的海面上,又有人发现叫“玛丽亚·米列斯特”的双桅船在海上漂流,船上摆放着新鲜的水果、食物,甚至半杯咖啡还没喝完,而船内空无一人。
1935年,意大利藉货轮“莱克斯”号的水手们眼看着美国荞帆船“拉达荷马”号一点点的被海浪淹没。但5天后,他们又亲眼看到这艘帆船居然又漂浮在海面上。水手们简直不敢相信自己的眼睛,即使是他们连同被救起的“拉达荷马”号船员一起跳到这艘船上,他们还怀疑自己是不是在做白日梦。
另一个突出事例是装载着锰矿的美国海军辅助船“独眼神”号在1918年3月失踪,这艘巨型货轮拥有309名水手,并有着当时良好的无线电设备,竟没有发出任何呼救讯号就无影无踪。
1951年,巴西一架水上飞机在搜寻他们一艘在这片海域失踪军舰时,发现百慕大海域的水面下有一个庞大的黑色物体,正以惊人的速度掠过。
1977年2月,有人驾驶私人水上飞机飞过百慕大海域,发现罗盘指针偏离了几十度,正在吃饭的人发现盘子里的刀叉都变弯了。飞离这里后,他们还发现录音机磁带里录下了强烈的噪音。
美国海难救助公司的一位船长说,有一次他乘船途经百慕大海域时,船上的罗盘指针突然猛烈摆动,正在运转的柴油机功率突然消失,浊浪滔天,船的四周都是大雾。他命令轮机手全速前进,终于冲出大雾。但这片海域外的海浪并不大,也没有雾。他说,从未见过这种怪事。
百慕大三角发生的事件,引起了各国科学家和有关方面的注意。人们对此提出了种种不同的看法。
有人认为百慕大海底有巨大的磁场,因此会造成罗盘失灵。1943年,一位名叫裘萨的博士曾在美国海军配合下作了一次实验,以两台磁力发生机输出十几榈的磁力。磁力发生机开机后,船体周围涌起绿色烟雾,船和人都受到了某种刺激,有些人经治疗恢复正常,事后裘萨却自杀而死。因此结果也就不了了之。
有人认为百慕大区域有着类似宇宙黑洞的现象。但“黑洞”是在太空中的一种状态,在地球上否有黑洞,还有待于证明。有人认为百慕大海域海底有一股与海面潮流发生冲突时,就会造成海上事故,但这股海底的潜流又是怎样形成的此也没有一个较为合理的解释。
此外,还有次声破坏论、空气湍流论等种种说法,但这些解释也都是一种假说,既缺乏足够的依据,也未能为人们普遍接受。成因
到目前为止,对“百慕大魔鬼三角”的解释可归纳为如下几类:一类认为,这些失踪是由于超自然的原因造成的,联想到是否是外星人的飞碟在作怪。第二类则认为是自然原因造成的,如地磁异常、洋底空洞、甚至还有人提出泡沫说、晴空湍流说、水桥说、黑洞说等等,用一些奇异自然现象来解释“百慕在魔鬼三角”。最近,英国地质学家,利兹大学的克雷奈尔教授提出了新观点,他认为:造成百慕大海域经常出现沉船或坠机事件的元凶是海底产生的巨大沼气泡。在百慕大海底地层下面发现了一种由冰冻的水和沼气混合而成的结晶体。当海底发生猛烈的地震活动时被埋在地下的块状晶体被翻了出来,因外界压力减轻,便会迅速气化。大量的气泡上升到水面,使海水密度降低,失去原来所具有浮力。恰逢此时经过这里的船只,就会像石头一样沉入海底。如果此时正好有飞机经过,当沼气遇到灼热的飞机发动机,无疑会立即燃烧爆炸,荡然无存。与此相反,有些人认为这些奇特的失踪现象彼此间并无联系,因而也就否定百慕在魔鬼三角的存在。百慕大这层神秘的面纱是否已经揭开,沿待后人的研究验证。
思考:针为什么会浮在水面上?
材料:一碗水、针、叉子、液体清洁剂
操作:
1、在杯子里倒一杯清水
2、用一个叉子,小心地把一根针放到水的表面
3、慢慢地移出叉子,针将会浮在水面上
4、向水里滴一滴清洁剂,针就沉下去了
讲解:
1、是水的表面张力支撑住了针,使之不会沉下。表面张力是水分子形成的内聚性的连接。这种内聚性的连接是由于某一部分的分子被吸引到一起,分子间相互挤压,形成一层薄膜。这层薄膜被称做表面张力,它可以托住原本应该沉下的物体。
第二篇:生活中的负数(讲稿)
《生活中的负数》教学设计
葛实小 李凤梅
教学内容:北师大四年级上册P87~90。
教学目标:
(1)知识与技能:学会正确的读写温度,会比较两个零下温度的高低,并会用负数表示日常生活中的一些问题。
(2)过程与方法:在熟悉的生活情境中,经历数学化、符号化的探究过程,能正确区分正数、负数和0,并能初步进行大小比较。
(3)情感态度与价值观:感受正、负数与生活的密切联系;渗透集合、数轴、区间、无限的思想,并结合史料进行爱国主义教育。
教学重点:理解负数的意义,能应用正、负数表示生活中具有相反意义的量。教学难点:会比较两个零下温度的高低。教学准备:
教师:多媒体课件1套、卡纸六张 学生:卡片六张 教学过程
一:课前游戏:
1.说出反义词:如:前后,上下等
2.说出相反意义的量:如:前进五步——后退五步,增加多少——减少多少等 师小结:在生活中,也有许多类似意思相反的情况存在,今天这节课,我们将以数学的眼光研究如何用数学的方法表达。
二.温度感知,揭示课题
1.【播放天气预报视频】这是中央台每天都要播放的什么节目?
(播放视频后出示地图)在节目中老师搜集了几个城市某一天的最低气温资料,并通过温度计显示出来,谁来当小小播报员?
海口15℃
上海5℃
北京-5℃
哈尔滨-15℃
他把负数的温度读做零下几摄氏度,你读的和电视台的主持人一样规范 2.老师板书四个数字:刚才出现的这两个数(-5,-15),在数学中,你知道他们叫什么数吗?15和5呢?
师小结:像这样,前面带有“-”号的数,我们把它叫做负数,为了和负数有明显区别,我们可以在正数前面写上“+”号,也可以省略不写,负数的“-”也可以省略不写吗?“+”和“-”在这里的意义和以前不一样了,加号叫正号,减号叫负号,所以,刚才的零下五度,我们也可以读作负五度。
3、0℃的理解
刚才同学们在读温度时,都是以0℃为标准,有谁知道0℃代表了什么?瑞典科学家摄尔休斯把水结冰的温度定为0℃。当温度降到0℃时你有什么感觉?(冷)
4、温度的比较(1)15℃和5℃
海口与上海比温度怎样?谁更冷?为什么?这说明什么?(2)-5℃和5℃
北京与上海气温中的-5℃和5℃,这两个5表示的温度一样吗?(不一样,一个在0℃以下,一个在0℃以上)他比得很有特点,都在跟谁比?(0℃)在0上的是正数,在0下的是负数,板书:0 看来0刚好是正数和负数的分界点 板书:分界点(3)-15℃和-5℃
将-15℃和-5℃比较,-15℃和-5℃哪个更冷?
你怎么知道?(零上的是数字越大越暖和,零下的是数字越大越冷)
课件出示哈尔滨的冰雪图,想象一下如果此时你站在哈尔滨的冰雪大世界里,-15℃的温度,你会有什么感觉?用动作或表情表示一下(4)课件练习:比温度
(5)游戏:根据老师说的温度,用动作和表情表示出来 25℃ 5℃,-5℃,-25℃(6)最冷的温度
这还不是中国最冷的地方呢!中国最冷的地方在漠北地区:-52.3℃ 如果在这张温度计上再画下去,大约在哪里?比划一下 你知道世界上最冷的地方在哪里吗?南极-94℃ 北极-74℃ 这么冷的地方人类根本无法生活。
(三)广泛举例,寻找负数
1、正、负数的意义(1)收集信息
除了在温度中有负数外,生活中,你还在哪里见过负数?(生举例)
其实,只要细心观察,我们就会发现生活中的负数无处不在。今天,就让老师带着大家一起找一找生活中的负数。(板书课题)播放图片:生活中的负数
课件记录本:老师这里有3组信息,请同学们边看边记,把括号里该填什么数记在小卡片上,每张卡片只写1个数,写好后与小组内的同学交流一下。
①小明家月收入2500元,记作()元,他家这个月水、电、煤气费支出200元,应记作()元。
②张老师在银行存了500元记作()元,取了100元记作()元。③如果珠穆朗玛峰比海平面高出8844.43米记作+8844.43米,那么吐鲁番盆地低于海平面155米记作()米,海平面记作()米。师巡视,将学生作品贴于黑板上,你都写对了吗?(2)归纳意义
课件将相反意义的字用颜色突出,刚才温度中研究的零上温度、零下温度,以及这3组信息里的量,你有什么发现?(它们都是一组反义词)
归纳:正数、负数所表示的量具有相反的意义(课件显示这句话)
2、正、负数与0的关系
(1)整理范围:整理卡片上的数,和同学说说你是怎样整理的,一生上黑板整理。问:为什么把0单独拿出来?0既不是正数也不是负数。
你还能再报几组正数和负数吗?举得完吗?那用什么表示?(省略号)正数和负数的个数是无限的
(2)比较大小:假如老师把温度计横着放了,这就像一条数轴,中间是0(板书:0)
0左边的是什么数?负数会有多少个?越往左这个数就越小(板书:负数)0右边的是什么数?正数也有无数个,越往右这个数就越大(板书:正数)负数、0、正数三者比较,谁大谁小?板书:负数<0<正数
四、借助实例,解释应用
下面我们就应用今天所学的知识来解决一些实际问题。课件练习1,2,3.五、课堂总结,知识延伸
1、交流收获:
同学们,学到现在,这节课也将近尾声了,谈谈你今天有什么收获吧!
同学们真厉害,仅用一节课的时间就对负数有了这么多的认识,最后,让我们一起翻开负数的历史吧!
2、了解负数的历史(课件录音)
中国是历史上最早认识和应用负数的国家,早在2000多年前的《九章算术》中,就有正数和负数的记载。在古代人民生活中,以收入钱为正,以支出钱为负;在粮食生产总,以产量增加为正,以产量减少为负。古代的人们为区别正、负数,常用红色算筹表示正,黑色算筹表示负。而西方国家认识负数比中国迟了数百年。听完介绍你有什么感受?中国太了不起了!
知道此时此刻我想到了什么吗?我在为同学们感到骄傲,你们今天的表现同样非常了不起!我们的祖先能够写下世界负数的历史,相信作为祖国未来主人的你们将能够创造中国数学更辉煌的明天!六.课后练习
七、板书设计:
生活中的负数
正数 > 0 > 负数
+2-2 25 +25 分界点-10 6000 +6000-2000 +500-30 +2.8-1.6 „„ „„
第三篇:生活中的物理 论文
生活中的物理
物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域; 物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于我们身边;在学习中,我们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
——前言
科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜,利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜,它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩,汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方
向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔,茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的,当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
生活中处处充满物理,我们的衣食住行都与物理有关。1.电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。2.排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。3.电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。4.微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。5.厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。6.厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量。
再如下面一个例子:
五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起
剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。一般的物质,都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。
这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。
物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。
物理学也存在于我们的身边。学了测量的初步知识,我们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上1.5V的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“2.4V、0.5A”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上2.4V的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座
在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。
身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的学习生活,活跃学习气氛,简化概念和规律。
今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象,联系到我们学过的物理知识,去分析和解释这些现象,就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。物理作为一门大众的学科,在生活中的应用数不胜数,厨房中的物理知识应用真可谓冰山一角,我们必须更加努力的学习,积累物理知识,提高自己的科学技术水平,这样才能使我们的生活变得更美好。
第四篇:生活中的物理知识
生活中的物理知识
物理是一种自然学科,随着科技的进步,物理知识也随之普及。物理的自然,让它与实际密切相关,生活中也处处都有物理知识。
初中二年级,我开始学物理。物理由一开始严谨的定义,到之后复杂的计算,再逐渐演变为两个未知量的巧妙相连。不管问题如何更改,不论知识有多深奥,我都能从生活中,找到物理的影子,找到物理知识。
认真观察厨房里的炊具,就能发现不少物理知识。
切菜时,磨刀后切得快。这是由于磨刀时,刀刃的面积减小,而人在切菜时用的力度相差无几,所以会“切得快”,即相同压力受力面积越小压强越大。在揉面时,面团被双手捏的很软,似乎双手随意一摆弄,面团就会换一个形状。但随着面团的“变形”,也会看到人豆大的汗珠滴下——这是为什么呢?原来,面团发生形变需要外力的作用,外力就是人给面团的力量。人给面团一个力,面团也“回敬”一个力,即力的作用是相互的。煮饺子时,刚刚放入水中的饺子沉入锅底,溅起水花;随着水的沸腾,饺子熟了,但饺子却像小船一样飘浮在了水面上。它们为何会浮在水面上呢?因为,生饺子比较密实,密度比水大,放入水中时重力大于浮力,饺子就会沉在锅底。之后,水温升高,饺子馅和皮吸饱了热水以后会逐渐膨胀起来,体积随之增大,排开水的体积增多,所受的浮力增大。饺子充分膨胀后,浮力大于重力,饺子就会浮起来。这也是熟饺子看起来比生饺子要大的原因。还有一种说法,是说饺子里沸腾的热水中先煮熟饺子皮,再煮熟饺子馅。这时,包在饺子里的空气也变热了,空气受热而膨胀,把饺子的肚子给胀大了,比重就比水轻,因而饺子煮熟了就会浮到水面上来。
在阳台上,大人们喜欢在晴朗的天气,把被子搭在阳台的绳子上,让太阳晒晒。这时候,她们也会用力拍打被子,让灰尘掉落。灰尘掉落与什么有关呢?
与惯性有关!惯性是物体保持原先运动状态的固有特性。力的作用,使被子的运动状态发生改变。由于惯性,灰尘扔保持原先的静止状态。因此,在被子“离开”时,灰尘会向下落。除了灰尘,人们跌倒也与惯性有关。行走时,人是运动状态。忽然被石头绊住,下半身骤然停止运动,可上半身仍保持着运动状态,还在向前“走”,因此,人跌到了。
路上的跌倒与惯性有关,同时,路上也有其他的物理知识。
一辆汽车疾驰而过,带着呼啸的风声。曾以为路旁飘零的落叶会被风向两边吹去,但仔细观察后发现,树叶却像两条水袖,向中间合并,叶片落在马路中部。这种现象的产生与流速有关:汽车的车速快,导致车旁边的气体流速快。根据定律“流速快的地方压强小”可得出“车旁压强小”的结论。这时候,大气压大于车旁压强,所以大气压把树叶压到了马路中部。这让我想起,火车到来时,乘客应站在“安全线”以内。火车的车速更大,导致大气压比火车旁边的压强小得多,所以在大气压强大的“推力”下,乘客易被卷入车底,造成伤亡。若是不知道这一点,那可就太危险了!
在路上,若说车带来的物理知识让人心里有些畏惧,那么肥皂泡就带给人美感了。在阳光下,肥皂泡折射阳光,将金色转化为七彩之色。色光本就是七种颜色,肥皂泡的折射,使光线发生色散,“分身”出了七种颜色。在湖边看湖底,也是运用折射原理。折射将湖底的景物映到眼中,只不过,由于折射,景物比实际位置要偏上,所以会有“鱼翔浅底”的诗句。
生活中的物理知识不只是这些:剪子把越长件东西越轻松,杠杆原理;磨刀刀变热,即摩擦生热;夏天吃雪糕周围有白烟,液化;油炸食品水分含量低,密度不同;滑冰,减少接触面积,减小摩擦力;.星星闪烁,筷子“折了”,哈哈镜,放大镜,老花镜,近视镜,光的折射„„„„..生活中的物理知识无处不在,一点一滴都是物理的奥妙。留心观察,别放过一丝一毫,哪怕是再微不足道的一个现象,都有可能蕴含着无穷无尽的物理知识!
第五篇:生活中的物理(物理论文)
生活中的物理(物理论文)
摘 要:物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域; 物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于同学们身边;在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
关键词:物理 渗入 人类生活 各个领域 存在 物理学家 同学们 身边 科学意识 科学学习方法
科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:
1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜
利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。
2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜
它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩
汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。
4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔
茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。
5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的 当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
再如下面一个例子:
五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。
一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。
另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。
这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。
谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。
物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;„„研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。
物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上1.5V的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“2.4V、0.5A”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上2.4V的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;„„同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。
身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”
今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
主要参考文献:
教育部:初中物理新课程标准(实验稿)
邢红军:《论科学技术发展与中学物理课程改革》《中学物理教考》1998年第4期
李荣明 张云生:《用原型启发培养学生的创新思维》《物理教学探讨》2000年第8期
[美] L.爱波斯坦 [美] P.哈威特 《趣味物理寻答集》