曹遠(yuǎn)強(qiáng)
卷卷老師:講述科學(xué)小實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)師,中學(xué)物理教師,同學(xué)們眼中無所不能的“神人”,因?yàn)轭^發(fā)天生卷曲而得此別名。
小 璇:卷卷老師的女兒,初二學(xué)生,喜歡動(dòng)手實(shí)踐來解答心中的“為什么”。
小 博:與小璇同齡的鄰居家的孩子,人小膽大,好奇心非常重。
小 斐:小博的雙胞胎妹妹,既喜歡看熱鬧,又喜歡親手嘗試一探究竟。
一天,小璇、小博和小斐三人在院子里玩推手游戲。一人做裁判,另外兩人相距一步的距離面對面站好,各伸出雙掌相撞,規(guī)則是雙腳的位置不能動(dòng),誰動(dòng)了就算輸。兩人張牙舞爪地推手,經(jīng)常是“啪”的一聲,兩人同時(shí)向后倒去。接下來他們又開始玩拍手游戲。三人坐在石桌旁,一人把手放在桌面上,另一人看準(zhǔn)機(jī)會(huì)猛地拍下去,對方要及時(shí)把手收回避免被拍到,每人拍十次為一輪。三人在石桌上拍得“砰砰”直響。
這時(shí),卷卷老師從屋里走出來,手里托著一塊木板,木板上放了個(gè)圓形玻璃魚缸,招呼他們:“同學(xué)們,快來看有趣的小實(shí)驗(yàn)?!?/p>
【實(shí)驗(yàn)器材】 玻璃魚缸、水、小鐵釘、薄木板、泡沫、氣球、強(qiáng)力磁鐵。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.把泡沫剪成魚形。
2.將小鐵釘扎進(jìn)魚形泡沫中。
3.在魚形泡沫外面套上氣球,將尾部扎起來。
4.放到裝了淺水的魚缸里。
5.在魚缸下墊一塊薄木板。
6.拿出強(qiáng)力磁鐵,在魚缸周圍或者薄木板底下活動(dòng),發(fā)現(xiàn)“小魚”受你指揮游來游去(如圖一)。
卷卷老師:“你們知道什么是力嗎?”
小博:“老師,力就是力氣、勁兒?!?/p>
卷卷老師:“對啊,可又不只是力氣、勁兒這么簡單,力其實(shí)很抽象,你說力長什么樣?什么顏色?給我看一看。”
大家搖搖頭。
“力是物體對物體的作用,它看不見,摸不著,我們主要通過它的表現(xiàn),也就是力發(fā)生作用的效果來感知它?!本砭砝蠋熣f,“力有哪些作用效果?誰知道?”
小斐:“力能把鐵絲扳彎?!?/p>
小博:“力能讓物體動(dòng)起來。”
“對,力能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,力還能改變物體的形狀。你們看——”卷卷老師把薄木板拿在手中一扳,薄木板變彎了。
“我們接著看下面的小實(shí)驗(yàn)?!本砭砝蠋熣f。
【實(shí)驗(yàn)器材】 強(qiáng)力磁鐵、小鋼球、木板、膠布、記號(hào)筆。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.把木板支成合適的斜面,用記號(hào)筆畫一固定位置。
2.將小鋼球放在該位置處自然釋放,小鋼球會(huì)沿一條直線滾落下來,在它通過的路徑上用記號(hào)筆畫一條直線。
3.將強(qiáng)力磁鐵用膠布固定在路徑的旁邊。
4.再次釋放小鋼球,發(fā)現(xiàn)小鋼球偏離了原來的直線軌跡(如圖二)。
卷卷老師:“大家思考一下,為什么小鋼球會(huì)從靜止變成向下滾動(dòng)?為什么小鋼球第二次滾下時(shí)路徑發(fā)生了改變?”
小璇:“因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?,力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?!?/p>
“說得好!小斐,你和小博玩推手游戲時(shí),為什么向后倒了?”
“因?yàn)樾〔┙o了我一個(gè)推力?!?/p>
“你受到推力,怎么就向后倒?”
“力能改變我的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?!?/p>
小博:“是改變形狀吧,把你給推歪了,哈哈!”
“兩種說法都有道理。力還有一個(gè)特點(diǎn),那就是相互作用,甲物體給乙物體施加力時(shí),一定同時(shí)受到乙給甲的反作用力,不可能是單方面的,你們剛才在做游戲時(shí)有體會(huì)嗎?”
“有,我用力推小博,也感到小博在推我?!?/p>
“很好,這兩個(gè)力,稱為作用力與反作用力,總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,大小相等,方向相反,這就是牛頓第三定律的內(nèi)容?!本砭砝蠋熃忉屨f。
大家都若有所悟地點(diǎn)了點(diǎn)頭。
“同學(xué)們,火箭升空你們都見過嗎?誰能描述一下?”
小璇:“點(diǎn)火,尾部噴出火焰,騰起煙霧,火箭開始上升?!?/p>
卷卷老師:“火箭點(diǎn)火后,向下噴出高溫高壓氣體,給氣體一個(gè)很大的推力,根據(jù)力的作用總是相互的,這些高溫高壓氣體就會(huì)對火箭產(chǎn)生巨大的反推力,這個(gè)反推力使火箭加速上升?!?/p>
卷卷老師想了想說:“要不我們利用反作用力來做個(gè)小船實(shí)驗(yàn)?”
“太好了!”三人一致贊成。
“那你們都分頭去找實(shí)驗(yàn)器材。”
接下來,卷卷老師演示了下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
【實(shí)驗(yàn)器材】 雞蛋、小金屬盒、一小截蠟燭、水、固體泡沫、細(xì)鐵絲。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.在雞蛋的一端開一個(gè)小口,把里面的蛋清與蛋黃分離出來。
2.用細(xì)鐵絲做一個(gè)帶三腳的支架,把蛋殼放在上面。
3.把蠟燭固定在金屬盒中,將三腳支架放蠟燭上方。
4.在蛋殼里裝上一半水,平放在三腳支架上,使未封閉的小口向后。
5.把整個(gè)裝置放在水面上,點(diǎn)燃蠟燭,直到把蛋殼中的水燒開后向外噴出水蒸氣,蛋殼船就會(huì)向前運(yùn)動(dòng)(如圖三)。
【實(shí)驗(yàn)器材】 固體泡沫、氣球、線、圓珠筆殼、透明膠帶。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.把固體泡沫做成船的形狀。
2.把氣球的口部用線捆在筆殼大口端,將筆殼細(xì)口端穿過泡沫。
3.口含細(xì)口端把氣球吹起來后用手捏住,使氣不外泄。
4.將裝置放到水面上,松開手,于是氣體從筆殼細(xì)口向外噴出,泡沫船向前行駛了(如圖四)。
卷卷老師看著他們?nèi)送媾菽娴门d致勃勃,就問:“兩個(gè)物體發(fā)生力的作用時(shí)一定要相互接觸嗎?”
“當(dāng)然要接觸了,不接觸怎么用力?”小斐回答。
“不一定,磁鐵吸引小鐵釘,就沒有接觸?!毙〔┎煌庑§车挠^點(diǎn)。
卷卷老師說:“有很多力的產(chǎn)生是需要接觸的,比如拉力、支持力、摩擦力等。不直接接觸也能產(chǎn)生力的作用,除了磁鐵吸引鐵釘可以證明,月亮繞著地球轉(zhuǎn),地球繞著太陽轉(zhuǎn),也是因?yàn)樗鼈冎g有引力的作用,想一想它們接觸了嗎?”
小斐:“沒有,如果地球與月亮接觸了,我們?nèi)祟惖巧显虑蚓筒荒敲措y了?!?/p>
小璇:“如果地球與太陽接觸,我們?nèi)祟愒缇捅惶枱苫伊?!?/p>
“哈哈哈!”小博發(fā)出開心的笑聲。
卷卷老師總結(jié)道:“科學(xué)家針對這些不通過接觸就能產(chǎn)生力的情況,引入了‘場的概念。重力有重力場,磁力有磁場,你們以后會(huì)學(xué)習(xí)到的?!?/p>
(編輯 文 墨)