探究生活中的物理(選修課)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)探究生活中的物理（選修課）課題一：渦旋形成表面張力的應用教學目的：1激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的動手能力，鍛煉學生對未知事物的探究能力。2通過實驗現象使學生了解渦旋的形成。3加深學生對浮力形成原因的了解，培養(yǎng)學生受力分析及畫受力分析圖的能力。4觀察液體表面張力現象，了解液體表面張力形成的原因。教學重點：物體受力分析教學難點：渦旋的形成、液體表面張力形成的原因教學方法：實驗法，引導法、歸納法教學儀器：各組實驗儀器，本節(jié)課的三個實驗都屬于力學范疇，分別是流體力學、浮力以及

2、分子動理論的內容。教學過程：（一）導入：（二）課程內容：第一個實驗：越吹越近的輕煙大家可以看到在桌面上都有幾段燃香，等一下請同學將它點燃。燃香冒出的煙如果在沒有風的情況下，應該是保持一條直線上升的，如果同學吹氣，煙氣應該向外飛散。但能不能讓煙越吹越近呢？同學桌面上擺放著紙板，塑料桶，木塊等儀器，同學們可以任意選用，看看怎樣能夠使煙越吹越近。給學生5分鐘時間，然后提問?？偨Y學生的方法，請少數同學上臺表演他們的方法。對學生的方法稍作解釋，然后給出正確的方法，畫圖，講解理論。在沒用紙板檔住的時候，口中吹出的氣流在相同位置上的流速是一樣的，因此煙氣被向外吹散。當前方擋上一個紙板時，如圖所示，紙板邊緣的

3、氣流速度變快，而紙板后面的空氣卻不再流動，結果造成氣流通過紙板邊緣后向紙板后面倒卷過去，形成了一個渦旋。因此，煙氣也被倒卷過來，形成越吹越近的現象。 快速行駛的汽車，后面往往揚起煙塵，就是因為汽車快速移動時，它前面的空氣不能及時繞到后面，使汽車后面暫時出現了一個接近真空的區(qū)域，這個區(qū)域一出現，四周的空氣便要爭先恐后的跑來填補，同樣也能形成渦旋。 不僅僅氣體能夠形成渦旋，更常見的是液體形成的渦旋漩渦。輪船失事時，輪船下沉的同時，也形成了巨大的渦旋，將附近的小船和人都一起卷入海中。第二個實驗：浮不起來的木塊輪船下落的時候會形成渦旋，那當輪船沉底之后，打撈沉船時，又有了新的難題。當打撈沉船時，剛開始

4、需要大量的浮筒，但當沉船已經從淤泥里拉上來之后，就只需要少量的浮筒就可以將船拉出海面。為什么有這種現象？下面，同學們先觀看這個實驗。演示實驗將兩個相同的木塊放入水槽中，一塊下端涂上凡士林，一塊不涂，向水槽中倒水，邊倒邊提醒學生觀察，為什么一塊漂浮一塊不動？給學生時間，作相同的實驗。親自觀察現象。讓學生思考木塊浮不起來的原因。在黑板上畫出兩個木塊，讓學生放下儀器，請兩位同學來畫受力分析圖。 說明原因：浮力產生原因是由于物體上下表面受到的液體壓力差，而涂上凡士林的木塊底部與容器底部緊密接觸，沒有接觸到液體，因此只受到上表面向下的壓力，不受浮力。用彈簧秤鉤住涂上凡士林的木塊，看看用多大的力能將木塊拉

5、起來。第三個實驗：不沉的硬幣 演示實驗將一個硬幣側放入水中，迅速下沉。可是如果將硬幣慢慢的平放入水中，硬幣卻會飄在水面上，是什么力將硬幣托起來的呢？是浮力嗎？ 學生實驗三個硬幣，可能有的成功，有的不成功，實驗完畢后，幫助學生分析原因：1.打濕的硬幣，就會直接沉下去。這是由于水的浸潤現象。 2.硬幣擺的不平時，也會沉下去。這是由于接觸的面積太小，分子數目太少，分子力不足以將硬幣托起來。分析原因是由于液體表面張力表面張力產生的原因：主要是液體表面層的分子分布比液體內部稀疏液體表面分子間的相互作用表現為引力，在液體表面各部分間產生了相互吸引的力，即為表面張力用表面張力演示儀，為同學們演示水膜的表面張

6、力。用水演示浸潤和不浸潤。表面張力產生的原因：主要是液體表面層的分子分布比液體內部稀疏液體表面分子間的相互作用表現為引力，在液體表面各部分間產生了相互吸引的力，即為表面張力液體的浸潤（不浸潤）現象：雨衣為什么不透水呢？奧妙就在制作材料上。就拿布制雨衣來說吧，它是用防雨布（經過防水劑處理的普通棉布）制成的。防水劑是一種含有鋁鹽的石蠟乳化漿。石蠟乳化以后，變成細小的粒子，均勻地分布在棉布的纖維上。石蠟和水是合不來的、水碰見石蠟，就形成橢圓形水珠，在石蠟上面滾來滾去。可見，是石蠟起了防雨的作用。物理學上把這種不透水的現象，叫做“不浸潤現象”。而水一旦遇到普通棉布，就通過纖維間的毛細管滲透進去，這就叫

7、做“浸潤現象”。 物體是由分子組成的。同一種物質的分子之間的相互作用力，叫做內聚力；而不同物質的分子之間的相互作用力，叫做附著力。在內聚力小于附著力的情況下，就會產生“浸潤現象”；反之，則會出現“不浸潤現象”。雨衣不透水，正是由于水的內聚力大于水對雨衣的附著力的緣故。 物理學還告訴我們：水的內聚力作用在水表面形成表面張力。水的表面張力使水面形成一層彈性薄膜，當水和其他物體接觸時，只要水對它不浸潤，那么這層彈性膜就是完好的、可以把水緊緊地包裹著。有人試驗過：巧妙地把水倒進浸過蠟的金屬篩里，水并沒有從篩眼里漏下去。 常見的玻璃，看起來光滑晶亮?？墒牵錾纤瑓s緊緊地纏住不放，帶來了種種麻煩：下雨

8、的時候，車前窗玻璃上的雨水擋住了司機的視線，很不安全，于是只好開動劃水器，把雨水排去；戴眼鏡的人，在喝熱水的時候，鏡片立即蒙上一層霧汽，擋住了視線，什么東西也看不見了。 人們知道了水的表面張力的特性，了解了水的內聚力與附著力的關系以后，不僅巧妙地制成了雨衣，而且還造出了新穎的“憎”水玻璃在普通玻璃上涂一層硅有機化合物藥膜，它大大削弱了霧汽對玻璃的附著力。用這種憎水玻璃做鏡片，為戴眼鏡的人解除了蒙霧的苦惱；把這種玻璃安在車的前窗上，劃水器也就用不著了?，F在你該能說出篷布、布傘不漏雨的道理了吧作業(yè)：寫出實驗探究體會，自己查找理論解釋進行交流分享課題二：實驗探究復雜的受力分析實驗一：紙橋實驗目的：研

9、究拱形結構的承壓能力 實驗儀器：紙、鉤碼、木塊實驗原理：力的分解原理實驗步驟：1 2 3 4 實驗結論：怎樣設計才能負荷起盡量多的鉤碼？（請配合圖示）紙拱橋把紙條搭在兩摞書中間，它的中部便會彎下去，顯得軟弱無力。如果把它彎成弧形，卡在兩摞書之間，它也可以馱起一盒火柴！拱起了腰的紙條可以馱起一盒火柴，這說明，向上拱起的物體最能承受外來的壓力。我們的祖先很早就發(fā)現了拱形物體的這一性質，并且把它運用到建筑上去，各地發(fā)掘的東漢古墓，多數有“拱”式結構，可見一千幾百年前我國的筑拱技術已經相當普及了?，F存的最古老的石拱橋是我國的趙州橋。趙州橋是隋朝石匠李春設計監(jiān)造的，自公元616年建成，到現在已經有一千三

10、百多年的歷史了。這座石橋橫跨在河北趙縣城南洨河上，有著一個弧形的橋洞，猶如跨在河上的長虹。在漫長的歲月里，趙州橋經受了地震的搖撼，洪水的沖擊，車馬的壓軋，仍然屹立在洨河之上。趙州橋不但有個弧形的大拱，而且在橋肩有四個小拱。當山洪暴發(fā)時，小拱可以把洪水泄走。趙州橋堅固的秘密正在拱上。近年來，我國科技人員和工人繼承并發(fā)展了拱橋建筑的傳統，創(chuàng)造了雙曲拱橋。雙曲拱橋的外形同一般的空腹式拱橋好象沒有什么區(qū)別。但是你如果走到橋下一看，就會發(fā)現它的肚皮是凹的，好象由幾條自行車的擋泥板拼起來的，真是拱中有拱。這種橋的優(yōu)點是：造價低、載重負荷大、施工方便、節(jié)省材料。宏偉的南京長江大橋的公路引橋便是這種雙曲拱橋。

11、實驗二：水頂球相信大家對這個實驗一定不陌生，可誰知道這其中的奧秘呢？這了解開這個謎，我們做了這個實驗。1、首先準備實驗器材：先找一個大的玻璃瓶，在蓋上穿兩個小洞，裝上自行車輪胎的氣芯，其中一個再；連一條細管，細管的另一邊要觸到瓶底，之后在瓶中裝滿水，再用氣筒給瓶子打氣，不要打太多，小心打爆瓶子，也不要打太，否則壓力不夠實驗做不成?，F在，實驗器材準備好。2、下面開始做實驗，首先將連有細管的氣芯打開，立即有一條水柱噴了出來，再將乒乓球放在水柱上，只見乒乓球在水柱上旋轉，實驗成功了，大家開始把觀察到的現象總結如下：（1）球一直在自轉傳。（2）球在上下移動。（3）球一直在水柱旁邊。3、實驗的問題提出：

12、對此大家提出了如下的疑問：（1）、為什么球不在水頂上，而在水旁邊？（2）為什么球沒掉下來？（3）為什么球不停自轉？（4）為什么瓶要密封？（5）小球為什么時而上升時而下降？（6）為什么向上的水柱要調成豎直方向？（7）隨小球旋轉的水珠為什么會飛出去？（8）用光照射，小球為什么會特別明亮？這么簡單的實驗，經過我們自己研究，卻發(fā)現了這么多的問題，它包含了許多的物理知識，在這以前，我們從來都沒這么認真過，也從來沒這樣來看一個演示實驗，也從來沒有 發(fā)現物理實驗中所包含的這樣豐富的內容、解決：我們把球沒有掉下來做為切入點作分析因為小球處于動態(tài)平衡可知小球所受的外力和為零，由此得出水對小球施加的力等于小球的重

13、力，然而球為什么會自轉呢？大家最初想起了向心力。向心力的方向不斷變化，但總是沿著半徑指向圓心。顯然試驗中不存在這樣的力，所以又放棄了這個想法。大家知道為什么球會自轉了！因為水的沖力沿切線作用于球。在使球保持上下衡的同時使球自轉，經過進一步的思考至于球為什么上下移動就好解釋了。因為水向上的沖力不斷變化。有時大于球體身的重力，有時小于球的重力，所以合力有時向下，有時向上，所以不停上下移動。還有一個問題是球為什么不在水頂上而在水旁邊。這時大家尋找相關資料，相互討論，但仍一無所獲，最后只得向老師請教。老師沒有直接說只是給了一個提示：“在兩張紙之間吹一口氣怎樣？紙非但沒有吹開，反而會合攏了。這是什么原因呢？”我們各己見。最后大家想到了氣流和它所帶來的壓