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“浮沉子”趣味实验|制戏耍之物,探真知之理

来源:重庆市南渝中学校  时间:2020-05-25

    文章转自  上游新闻·重庆晚报慢新闻   记者 王渝凤  

    连日来,我市各中小学的线上教学如火如荼地开展,为了加深学生对网课的学习,也为了提升学习的乐趣,上周,重庆南渝中学初二年级的物理老师给学生们布置了一个手工作业——制作“浮沉子”。

    最终,老师共收到近400份作业,其中,22位同学获得一等奖,南渝中学的老师们还通过邮寄的方式,为同学们寄去了奖状,不少家长表示,这才是上网课该有的模样。

    “苹果落地可以激发牛顿研究出万有引力定律,自制‘浮沉子’的实验也许会给孩子们开启一扇有趣的追寻科学的大门。”南渝中学初二年级物理备课组组长刘安刚老师说。

南渝中学初二物理备课组教师合影

 

    重庆市南渝中学初2021级十班的秦瑞晗,最初只把这个实验当作一个小游戏。她的材料很简单:一个空的矿泉水塑料瓶,一个霍香正气液玻璃瓶,还有自来水。

    秦瑞晗告诉记者,老师布置作业后,她刚开始还觉得没啥难度,经过多次实验失败后再反复调整,最终自制“浮沉子”实验取得成功。她在矿泉水塑料瓶中装大约占瓶子80%的自来水,再将霍香正气液玻璃瓶开口端的塑料盖去掉,留下原有的金属铁圈环绕于琉璃瓶颈上,同样将液玻璃瓶中装入大约一半的自来水。接下来,她快速地将玻璃瓶倒扣(开口朝下)在塑料瓶的水中,使之底部刚好浮出水面,接近全部浸没在水中的程度为宜,再拧紧瓶盖。

    实验刚开始时,小玻璃瓶悬浮在水中,处于平衡状态,她用手挤压塑料瓶,就可以看到小玻璃瓶下沉了,随着力度的加大,玻璃瓶甚至可沉入塑料瓶底,松开手,玻璃瓶又浮了起来,恢复到初始状态。

    “成功了,成功了。”秦瑞晗发现,她能够自由地控制“浮沉子”上上下下,甚是开心。

    而在班级群里,还有部分同学的实验没有成功,这引起了秦瑞晗同学的思考。

 

简单的实验让孩子感受原理的存在

    后来,秦瑞晗同学发现,随着自己手上挤压力度的变化,还能控制“浮沉子”悬浮在水中的某一位置,甚至可以随心所欲控制它的上浮与下沉。 

“电视上,核潜艇也是自由升降高度。”通过学习到的物理知识,秦瑞晗认识到,这是三种原理主导“浮沉子”,分别是“阿基米德原理”、“帕斯卡原理”和“克拉伯龙方程”。

“刚开始时,‘浮沉子’刚能竖直浮出水面,‘浮沉子’不下沉,这与‘阿基米德原理’有关。接下来,当用手挤压塑料瓶时,塑料瓶上部被封闭的空气体积减小,在温度不变的情况下,压强增大(克拉伯龙方程)。这增大的压强传递给水,将水压入小瓶中,小瓶中的空气被压缩(帕斯卡原理)。小瓶里进入一些水后,使小瓶的重力增加,当小瓶的重力大于它受到的浮力,小瓶就向下沉。”一个看似简单的实验,却让孩子们真真实实地感受到了这些原理的存在,刘安刚老师觉得,学生动手实验和思考对启迪学生的科学思维很有帮助。

初二(2)班张睿颖做的浮沉子

 

经历了31次的失败后终于成功

    对于重庆市南渝中学初2021级五班的高梓绮来说,她的实验,是从0开始,经历了31次的失败才成功的。总结自己的失败经历,高梓绮说,原因在于自己对自己的判断太有信心了。

“矿泉水,别针,橡皮擦……我当时暗想,这么简单的‘浮沉子’实验,几下就可以弄好了。”高梓绮告诉记者,当她开始录制视频时才发现,她的“浮沉子”要么只沉下去,要么始终漂浮不起来。她不知道,到底是器材的问题还是自己的问题。

    最终,高梓绮在书上看到答案:“当浮力大于重力时,它就会上浮。”她试着把笔帽和别针绑在一起,最终的结果却是下沉。又试着把别针夹在包装纸上,结果依旧不尽人意...

    最终,在第32次实验时,她成功用笔盖和别针完成了这个实验。

 

邮寄奖状鼓励他们,也算是一种惊喜

    为了鼓励认真参与这一次活动的学生,南渝中学物理组还针对同学们录制的视频,评选出了获得一等奖的学生。

    刘安刚老师告诉记者,在很多初中生家长看来,物理是一门很难学习的科目,但其实不然,物理的乐趣一旦找到了,会激发孩子的各种思维,从此爱上物理。“制作‘浮沉子’可以用到的材料很多,从学生上交的作品看来也是五花八门,绝大多数同学都是利用废弃瓶瓶罐罐动手玩物理。在这个找寻的过程中,孩子们逐步了解到不同材质、不同体积的物体受到的浮力对于其沉浮会带来不同的影响,从而思考适合制作‘浮沉子’的材料,思考其背后的原理,失败后再思考再反复调整。”

    考虑到目前的情形,刘安刚老师将这次活动学生获得的奖状通过邮寄的方式寄到学生家里,“鼓励他们,也算是一种惊喜,让孩子们感受到科学很有趣,我爱学科学。”

家长反馈

编辑:曹园园

原文《朋友圈|这个中学给学生布置了一个手工作业,家长点赞:这才是上网课该有的模样》

https://mp.weixin.qq.com/s/iXJoc9rMkUvAiDHuHq5Qdg



 


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