1、生 活 中 的 物 理漣源市六畝塘鎮芙蓉中學 梁素生摘要:物理是初中一門重要的課程,包括光學、熱學、力 學、 電學等等, 內容十分廣泛, 物理在生活中的應用更是隨處 可見。 基于理論聯系實際的考量, 在教學實踐活動中, 應當充 分利用這些廣泛存在的寶貴資源, 豐富學生的感性認識, 從多 姿多彩的物理應用中觸發學生學習的興趣與熱情、靈感與思 想, 認同物理在科技中至關重要的作用, 從而有利于物理教學。 物理學存在于所有人的身邊; 包括存在于物理學家和老師的身 邊, 也存在于同學們身邊; 在教學中, 要引導同學們樹立科學 意識,細心觀察、多思考、多實踐、在不斷的探究過程中,逐 步掌握科學的學習方法

2、, 訓練科學的思維方式, 掌握一些科學 研究的方法, 為實現自己的理想, 為今后美好的生活打下扎實 的基礎。關鍵詞:物理 滲入 人類生活 各個領域 存在 物理學家 同學們 身邊 科學意識 科學學習方法物理是一門歷史悠久的自然學科。 隨著科技的發展, 社會 的進步, 物理已滲入到人類生活的各個領域。 所以, 物理是一 門實用性很強的科學, 與工農業生產、 日常生活有著極為密切 的聯系。 在教學中教師應結合具體的教學內容, 緊密聯系生產和生活實際, 突出知識的實用性。 通過知識的介紹, 使學生更 加認識到科學知識在日常生活, 工農業生產乃至高科技領域中 的地位和作用, 從而更加相信科學, 熱愛科學

3、, 樹立良好的科 技意識和“科學技術是第一生產力”的思想。物理來源于生活, 物理與生活的關系密不可分, 那么如何 將物理課中抽象的內容轉換為生活中直觀的東西, 如何將難以 理解的物理現象以及概念原理結合日常的生活體驗進行講解, 才是物理教學成功與否的關鍵。物理新課程標準中也同時指 出:“教師要緊密聯系學生的生活環境。從學生的經驗和已有 的知識出發, 創設生動的物理情境” 。 所以要提高教學質量, 激發學生的學習興趣, 我們的物理教學就應該引導學生把物理 知識運用到生活實際中去, 提高他們分析問題和解決實際生活 問題的能力, 使他們充分認識到物理既來源于生活同時又是解 決生活問題的基本工具。在生

4、活中, 在我們的身邊, 有許許多多的物理現象。 下面, 僅例舉我在教學中常常采用的一些內容略作說明。1. 飛機為什么能在天空飛行?盡管有各個部件的配合, 但是最主要的是飛機有一對采用 特殊剖面形狀的機翼。 翼剖面又稱翼型。 典型的翼型上凸下平, 人們通常稱流線型。 根據流體的連續性和伯努利定理可知, 相 對遠前方的空氣來說, 流經上翼面的氣流受擠, 流速加快壓力減小, 甚至形成吸力 (負壓力 而流過下翼面的氣流流速減慢。 于是上下翼面就形成了壓力差。 這個壓力差就是空氣動力。 按 力的分解法則, 將其沿飛行方向分解成向上的升力和向后的阻 力。 阻力由發動機提供的推力克服。 升力正好可克服自身的

5、重 力,將飛機托向空中。這就是飛機為什么會飛的奧秘所在。 2. 汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個凸鏡?利用凸鏡對光線的發散作用和成正立、 縮小、 虛像的特點, 使看到的實物小,觀察范圍更大,而保證行車安全。3. 掛在壁墻上的石英鐘,當電池的電能耗盡而停止走動 時,其秒針往往停在刻度盤上(9的位臵?這是由于秒針在 (9 位臵處受到重力矩的阻礙作用最大。 4. 保溫瓶為什么能保溫?首先, 熱量是通過介質才能夠傳播, 而保溫瓶的中間一層 是真空的, 阻隔了作為介質的外界空氣, 使之無法接觸到介質 從而無法傳播熱量, 也就把熱量留在了瓶內; 其次保溫瓶的內 膽是銀質的, 銀可以反射熱量, 幾乎是不吸熱的。

6、 所以保溫能 保持溫度。5. 為什么對著電視畫面拍照, 應關閉照相機閃光燈和室內 照明燈,這樣照出的照片畫面更清晰?因為閃光燈和照明燈在電視屏上的反射光會干擾電視畫 面的透射光.6. 用望遠鏡為什么能看得更遠?這靠的是組成望遠鏡的兩塊透鏡。 望遠鏡的前面有一塊直 徑大、 焦距長的凸透鏡, 名叫物鏡; 后面的一塊透鏡直徑小焦 距短, 叫目鏡。 物鏡把來自遠處景物的光線, 在它的后面匯聚 成倒立的縮小了的實像, 相當于把遠處景物一下子移近到成像 的地方。 而這景物的倒像又恰好落在目鏡的前焦點處, 這樣對 著目鏡望去, 就好象拿放大鏡看東西一樣, 可以看到一個放大 了許多倍的虛像。 這樣, 很遠很遠

7、的景物, 在望遠鏡里看來就 仿佛近在眼前一樣。7. 汽車頭燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩?汽車頭燈由燈泡、 反射鏡和燈前玻璃罩組成。 根據透鏡和 棱鏡的知識,汽車頭燈玻璃罩相當于一個透鏡和棱鏡的組合 體。 在夜晚行車時, 司機不僅要看清前方路面的情況, 還要看 清路邊持人、 路標、 岔路口等。 透鏡和棱鏡對光線有折射作用, 所以燈罩通過折射,根據實際需要將光分散到需要的方向上, 使光均勻柔和地照亮汽車前進的道路和路邊的景物, 同時這種 散光燈罩還能使一部分光微向上折射,以便照明路標和里程 碑,從而確保行車安全。8. 將氣球吹大后, 用手捏住吹口, 然后突然放手, 氣球內 氣流噴出, 氣球因反沖而

8、運動。 可以看見氣球運動的路線曲折 多變?這有兩個原因:一是吹大的氣球各處厚薄不均勻, 張力不 均勻, 使氣球放氣時各處收縮不均勻而擺動, 從而運動方向不 斷變化; 二是氣球在收縮過程中形狀不斷變化, 因而在運動過 程中氣球表面處的氣流速度也在不斷變化,根據流體力學原 理, 流速大, 壓強小, 所以氣球表面處受空氣的壓力也在不斷 變化,氣球因此而擺動,從而運動方向就不斷變化。9. 從高處落下的薄紙片, 即使無風, 紙片下落的路線也曲 折多變?這是由于紙片各部分凸凹不同, 形狀備異, 因而在下落過 程中, 其表面各處的氣流速度不同, 根據流體力學原理, 流速 大, 壓強小, 致使紙片上各處受空氣

9、作用力不均勻, 且隨紙片 運動情況的變化而變化,所以紙片不斷翻滾,曲折下落。 10. 轎車上裝有茶色玻璃后,行人很難看清車中人的面 孔?茶色玻璃能反射一部分光, 還會吸收一部分光, 這樣透進 車內的光線較弱。 要看清乘客的面孔, 必須要從面孔反射足夠 強的光透射到玻璃外面。 由于車內光線較弱, 沒有足夠的光透 射出來,所以很難看清乘客的面孔。11. 天空和海水為什么是藍色的?太陽光是由紅、 橙、 黃、 綠、 青、 藍、 紫七種顏色組成的。 七種顏色光波長不一樣, 大氣中的塵埃以及其他微粒散射藍光的能力大于散射其他波長較長的光子的能力, 因此天空顯現出 藍色。太陽光照射到海面時, 一部分光被反射

10、回來, 另一部分光 折射進入水中。 進入水中的光線在傳播過程中會被水吸收。 水 對光的吸收與光的波長有關, 即水具有選擇吸收性。 水對波長 較長的光吸收顯著, 對波長較短的吸收不明顯。 紅光、 橙光和 黃光在不同的深度時均被吸收了, 并使海水的溫度升高。 到一 定的深度綠光也被吸收了。 而波長較短的藍光和紫光遇到水分 子或其他微粒會四面散開, 或反射回來。 所以當海水明凈清澈 時, 目光中被海水吸收最少的藍光和紫光就反射和散射到我們 眼里,我們看見的大海就呈現出藍色。12. 拔河比賽只是比力氣嗎?對拔河的兩隊進行受力分析就可以知道, 只要所受的拉力 小于與地面的最大靜摩擦力, 就不會被拉動。

11、因此, 增大與地 面的摩擦力就成了勝負的關鍵。 首先, 穿上鞋底有凹凸花紋的 鞋子, 能夠增大摩擦系數, 使摩擦力增大; 還有就是隊員的體 重越重, 對地面的壓力越大, 摩擦力也會增大。 大人和小孩拔 河時,大人很容易獲勝,關鍵就是由于大人的體重比小孩大。 另外, 在拔河比賽中, 勝負在很大程度上還取決于人們的 技巧。 比如, 腳使勁蹬地, 在短時間內可以對地面產生超過自 己體重的壓力。 再如, 人向后仰, 借助對方的拉力來增大對地面的壓力,等等。其目的都是盡量增大地面對腳底的摩擦力, 以奪取比賽的勝利。13. 為什么不倒翁不會倒?上輕下重的物體比較穩定, 也就是說重心越低越穩定。 當 不倒翁

12、在豎立狀 不倒翁處于平衡時, 重心和接觸點的距離最 小,即重心最低。偏離平衡位臵后,重心總是升高的。因此, 這種狀態的平衡是穩定平衡。 所以不倒翁無論如何搖擺, 總是 不倒的。再比如像我們在科技館看到的“錐體上滾”實驗,也 是這個道理, 由于錐體的形狀和兩邊軌道的形狀, 使它的重心 在下降, 但看起來好像在上升, 向上滾與生活中的事實不符合。 但它只是一種假像, 看到它的本質, 還是重心降低了, 因此重 心越低越穩定。 在生活中為增加物體的穩定性, 我們常采用加 重下面的重量,如電扇底座、話筒架、公共汽車站牌等。 利用重心這種特點, 還可以做許多有趣的實驗和解釋一些 現象。 如可以做一個斤頭蟲

13、, 把一粒膠囊打開, 裝入一個小滾 珠, 即可來回翻跟頭。 我們常見一個盒子只放在桌上一點, 但 卻不掉下去, 這是因為盒子靠桌子的一頭, 是 " 重心 " 所在, 所 以盒子懸空, 但不倒翁不掉下來。 走鋼絲的雜技演員, 手持平 衡棒也是為降低重心,達到平衡的目的。一、力學原理 最 常見的不倒翁是紙身、 泥底, 即用紙漿灌模或用廢紙粘糊成形, 再用泥土 制成半圓形的底座,將二者粘合好之后,再在外表糊上凈紙, 施以彩繪而成; 也有的用木頭做底, 底部中心固定 上鐵塊和小石子;還有用小葫蘆挖凈內瓤,內部灌鉛做成的 " 葫蘆 " ;今天還有用雞蛋殼、舊乒乓球

14、做成的小不倒翁。所有 的這些不倒翁都有相同的特點:上半身為空心殼體、 下半身是 一個實心的半球體, 底部為圓形。 這些特點使它們具有了一致 的基本力學結構,都能達到“不倒”的效果。14. 為什么滑水運動員不會沉入水中?原因就在這塊小小的滑板上。 你看, 滑水運動員在滑水時, 總是身體向后傾斜, 雙腳向前用力蹬滑板, 使滑板和水面有一 個夾角。 當前面的游艇通過牽繩拖著運動員時, 運動員就通過 滑板對水面施加了一個斜向下的力。 而且, 游艇對運動員的牽 引力越大, 運動員對水面施加的這個力也越大。 因為水不易被 壓縮,根據牛頓第三定律(作用力與反作用力定律 ,水面就 會通過滑板反過來對運動員產生

15、一個斜向上的反作用力。 這個 反作用力在豎直方向的分力等于運動員的重力時, 運動員就不 會下沉。 因此, 滑水運動員只要依靠技巧, 控制好腳下滑板的 傾斜角度,就能在水面上快速滑行。以上這些實例, 是我教學中常常引用的。 但是, 這些只是 九牛一毛, 冰山一角, 生活中的物理應用顯然遠不止這些。 我 們談理論聯系實際, 不能為聯系而聯系, 而應當選取學生熟悉 而又感興趣, 卻又對科學原理似懂非懂的例子, 以此為立足點、切入點, 把它作為整個物理教學的一環。 事實上, 一般認為物 理是中學最難學的科目。 談到物理學, 有些同學覺得摸不著頭 腦;談到物理探究,有同學覺得深不可測;談到物理學家,有

16、同學更是感到他們都不是凡人。顯然,這些看法都是錯誤的。 只要多多采擷生活中的物理之花, 結合到教材、 教師和媒體的 多渠道信息中去, 勤于觀察, 善于思考, 勇于實踐, 敢于創新, 從生活走向物理, 你就會發現:其實, 物理就像多級臺階上的 一束鮮花,是可以掌握在手的。正如馬克思說的:“科學就是 實驗的科學,科學就在于用理性的方法去整理感性材料” 。物 理不但是我們的一門學科,更重要的,它還是一門科學。 理論來自于實踐, 并且, 機遇只親睞有準備的腦袋。 我們 需要在觀察生活中不斷地思考各種現象, 并試圖加以解釋, 這 樣我們才能有所發現, 有所突破, 有所發明, 有所創造。 起碼, 我們應當

17、具有這樣的科學意識。 密切地關注生活, 并由此獲取 靈感,科學家為我們樹立了榜樣。下面也舉兩個例子。這里有一個科學家阿基米德的最著名故事, 是關于敘拉古 城國王希倫的王冠的故事。 國王懷疑金匠用一些合金偷換了他 王冠上的黃金, 就請阿基米德來測定王冠的真正含金量。 正如 故事所說, 阿基米德一直解不開這道難題, 有一天 (在他少有 的一次洗浴時 ,他忽然招到了答案。他興奮地從魚盆里跳出 來,跑到敘拉古城的大街上,邊跑邊歡呼:“我找到啦!我找到啦! ”但遺憾的是,他完全沉浸在他的新發現之中,竟然忘 記了還沒穿什么衣服。 但難想象街上的人們看見他一絲不掛地 招搖過市,會說些什么。顯然,學好科學,是

18、需要有一些忘我 的精神的。 科學家之所以成為科學家, 并不是因為他的腦袋比 常人大, 而是因為他比常人觀察的東西更多, 更專注, 思考的 問題更多,更深入細致。另一個科學家觀察生活的例子:在伽利略的故鄉比薩城里 , 有一座既莊嚴又華麗的大教堂.一天下午 , 伽利略來此參 觀. 一個司事開始給一盞油燈注滿油 , 把燈掛在教堂的天花板 上 , 漫不經心地讓它在空間來回擺動. 伽利略看到 , 吊燈開始 以一個很大的弧度擺動著 , 弧度變小時 , 擺動的速度也變慢 了. 他覺得鏈條的節奏好像是有規律的 , 雖然往返的距離越來 越小 , 但吊燈每往返一次所用的時間似乎都一樣長. 沒有鐘表 , 他用右手按住自己的脈搏 , 默默地數著吊燈擺動一次脈搏跳 動的次數.他發現 , 吊燈每擺動一次所需的時間確是相同 的. 伽利略心里突然一亮 , 他想到 : ” 亞里士多德說過 , 擺經 過一個短弧要比經過長弧快些。亞里士多德是不是弄錯了?” 他回到家里找來材料 , 做了幾個擺。 他把短擺掛在屋子里 , 長 擺掛在大樹上 , 然后精確計算一個擺從弧的一頭運動到另一 頭所花的時間。 實驗結果證明 , 擺來回擺動一次的時間是由繩 子的長度決定的 , 不管擺的重量如何 , 與振幅