浅谈物理在日常生活中的应用

2018-01-22 15:09刘娟
新课程·教师 2017年11期
关键词:事例物理生活

刘娟

摘 要:物理是与生活最贴近的自然科学。所有的物理知识皆来源于生活,总结归纳为理论后,再回归于生活。以普通的生活场景为背景,举了几个理论联系实际的事例,包含很多热学、浮力、大气压等相关物理知识,供老师们参考,希望对老师们有所启发,在物理教学中融合更丰富的相关生活现象,提升物理教学质量。

关键词:物理;生活;事例

教师善于理论联系生活,把尽可能多的生活现象融合到教学中,可达到事半功倍的教学效果,学生可更直观形象地掌握知识。生活中处处有物理。以下举几个理论联系实际的事例,分析生活中常见现象与物理的关系。

1.生鸡蛋、熟鸡蛋各一只,放在水平桌面上。哪个是熟鸡蛋呢?用相同的力使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋,缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋。生鸡蛋的壳内是液态的,外力作用在蛋壳上旋转时,蛋内液体由于惯性,继续保持静止状态,则它与蛋壳间存在摩擦阻力作用,使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡蛋内已凝固成固体,外力作用旋转时,整个蛋就能迅速转动。

2.刚煮熟的蛋,直接剥皮是不太好剥的,若把蛋浸入冷水中,蛋壳遇冷收缩,而蛋白温度下降不大,收缩也较小,不同物质热胀冷缩性质的差异性,造成蛋白蛋壳相互脱离,剥蛋壳就变得很方便。

都知道热胀冷缩的道理,然而水在0℃~4℃之间,却热缩冷胀。这是因为水的密度跟温度有关系。4℃时,水体积最小,根据公式ρ=m/V可知,质量一定,体积减小,密度增大,因而4℃时水的密度最大。而物体的密度、质量、体积的关系,又可以扩展到微观世界,分子间的距离不同造成密度和体积的变化。万物没有绝对,科学需要探索。

3.圆珠笔笔杆上有个小孔,笔尖上有个小圓珠。这司空见惯的物品对于学生来说,是最好的教具。球珠在书写时与纸面直接接触产生摩擦力,使圆珠在球座内滚动,带出笔芯内的油墨或墨水,而后续墨水在大气压的作用下不停地补充过来,以达到书写的目的。圆珠笔芯在靠近尾部的地方钻一个小孔,是保证空气流通的作用,这是大气压的知识。

4.冰箱里的冻肉解冻,在水中比在同温度的空气中解冻得快。再如,烧烫的铁钉放入水中比在同温度的空气中冷却得快。装有滚烫的开水的杯子浸入水中比在同温度的空气中冷却得快。这些现象都表明:水的热传递性能比空气好。

若想更快地解冻,用热水代替凉水可不是正确的方法。理论不是靠想象来推导,理论只能用事实来证明。人们通常都会认为,一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱时,冷水结冰快,事实并非如此。1963年坦桑尼亚一所中学里,一群学生想做一点冰冻食品。一个名叫埃拉斯托·姆佩巴的学生在热牛奶里加了糖后,将热牛奶放进了冰箱。过了不久,他打开冰箱一看,惊奇地发现,自己的那杯已经变成了一杯可口的冰淇淋,而其他同学用冷水做的冰淇淋还没有结冰。姆佩巴把这个特殊现象告诉了达累萨拉姆大学的物理学教授奥斯博尔内博士。奥斯博尔内感到有点惊奇,但他相信姆佩巴讲的一定不是空穴来风。尊重科学的奥斯博尔内又进行了实验,其结果也和姆佩巴的叙述完全相符。这就确切地肯定了在低温环境中,热水比冷水结冰快。许多国家的科学期刊将这种现象称为“姆佩巴效应”。教师通过这一史实,可以激发学生对真理的敬畏,对实验的重视,对自然的尊重。

5.家里的天然气炉,喷气嘴侧面有几个与外界相通的小孔,因为燃烧需要外界空气里的氧气。然而,天然气绝不会从侧面小孔喷出。这是由于喷嘴处天然气的气流速度大,根据流体力学原理,流速大,压强小。发明创造,就是把知识运用到生活中,巧妙解决生活中的问题。

6.很少有人观察过正在加热的锅底,但是在实验室里,我们可以用烧杯或烧瓶轻易看到。锅内盛有冷水时,锅底外表面附着的水滴在火焰上较长时间才能被烧干,且直到烧干也不沸腾,这是由于水滴、锅和锅内的水三者保持热传导,温度大致相同,只要锅内的水未沸腾,水滴也不会沸腾,水滴在火焰上靠蒸发而渐渐地被烧干。火焰上的水珠,竟然是蒸发掉,而不是沸腾。从细微的实验现象,引发思考,观察能力是宝贵的探究能力之一。

7.将气球吹起,手捏住口部,然后突然放手,气球内气流喷出,气球因反冲而运动。可以看见气球飞快摆动,运动方向不断变化。吹大的气球各处厚薄不均,张力不均,使气球放气时各处收缩不均匀而摆动,从而运动方向不断变化。气球在收缩过程中形状也不断变化,因而在运动过程中气球表面处的气流速度也在不断变化,根据流体力学原理,流速大,压强小,所以气球表面处受空气的压力也在不断变化,从而导致气球运动的路线曲折多变。同样的道理,从高处落下的树叶,即使无风,树叶下落的路线也不断变化。树叶各部分凸凹不同,形状各异,因而在下落过程中,其表面各处的气流速度不同,致使叶子上各处受空气作用力不均匀,且随叶子运动情况变化,所以树叶不断飘忽曲折下落。

8.想让冷水热起来,怎样获得内能?自然界里的能量永不停息地循环往复。从能量守恒的思维模式展开你的思索吧,你可以用任何你能想到的能量来转移或转化出你要的内能。现有的内能转移到冷水中,用机械能转化出内能,用太阳能转化出内能,用电能转化出内能,未来世界的人们,也许还会把核能用在日常生活里,用核能转化出内能。思维打开了,办法多得数也数不过来。就是这种思维模式,用所学的知识,回馈到生活中去,你会发现,生活将变得不一样。

物理是与生活最贴近的自然科学。所有的物理知识皆来源于生活,总结归纳为理论后,再回归于生活。用一双发现的眼睛和一颗思索的心,怀着对大自然的敬畏,去探寻大自然的规律与奥秘。

参考文献:

美国国家地理学会.少儿科学百科[M].金城出版社,2013-09.

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