小升初物理课 | 这样的课堂,你见过吗?
相信种子,相信岁月
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过一种幸福完整的教育生活,做一个自我实现着的自由人
近一个月以来,运城国际的一系列小升初理综衔接课程受到了家长与学生们的广泛好评。今天,让我们一起走进精彩纷呈的物理课堂!
固体压强
1
人躺在钉子床上,竟然不会受伤?
裴美婵老师问大家有没有见过钉子床。不少孩子们说不仅在科技馆见过,还在上面躺过。裴老师顺势提问了一个问题:
“为什么一根钉子能扎破皮肤,而这么多的钉子反而没事了呢?”
来听听孩子们如何回答:
学生甲:“我在一本书上看到过,当人踩在一根钉子上时,人的全身重量都在那只脚上,钉子承受不住重量就扎进去了。但是当人躺在一堆钉子上面,本来应该一根钉子承受的重量均匀地分布在很多根钉子上,每根钉子承受的重量就会很轻很轻,就不会扎进去了。
学生乙:“我觉得可能是很多钉子形成了一个面,一个人的重量均匀地分布到了这个面上,钉子就不会扎进人体。”
裴老师做了总结:无论是一根钉子或是很多根钉子,同一个人所产生的的压力是相同的,不同的是受力面积。
2
把气球放在钉板上,会不会爆?
当把气球放在钉板上压的时候,气球会爆吗?为了揭开谜底,薛戈强老师邀请学生上台亲自进行实验。
当学生用较大的力气压气球时,气球形变明显,但是仍旧没有爆。当学生不断加大力度,气球被压扁至只剩一半的时候,嘭的一声,气球爆了。
3
书包带,为何做成扁而宽的形状?
裴老师取出两个书包,里面装上重量相同的物品。其中一个书包后面是正常的书包带,而另一个书包后面是两根细绳。有学生上台,把两个书包全部背了一下,表达了自己的感受:背正常书包带的时候,比较舒适;如果换成比较细的绳子,肩膀会比较疼。
裴老师提问大家:“两次对比中,什么一样,什么不一样?”
有同学回答:“受力面积大小不一样,书包带承受的压力是一样的,所以感受不一样。”
总结一:同一个书包,重力相同,对肩膀产生的压力是相同的。由于受力面积的不同,因此压力所产生的作用效果不一样。
第二个问题是:“同一个书包,装十本书和二十本书,哪种更舒适?”
学生回答:“十本书更舒适,因为如果双肩背十本书,一边肩膀就相当于背了五本,而二十本的话一边就相当于背了十本。
总结二:十本书和二十本书用同一个书包背,所产生的压力是不同的,而受力面积是相同的,因此压力产生的作用效果是不同的。
通过分析对比,大家最终达成了共识:
压力的作用效果命名为——压强。
固体压强与压力有关,压力越大,压强越大。
固体压强与受力面积有关,受力面积越大,压强越小。
4
回归解决现实问题
裴老师展示了一个情境:如果在冰面上遇见冰裂,应该如何营救?
学生:“趴下,慢慢往前挪。”
老师提问:“为什么要趴下呢?”
学生:“趴下之后,压力没有变,受力面积变大了,受力面积越大,压强越小,减慢了冰裂速度。”
“大家都很厉害!迅速掌握原理并能学以致用,解释生活中的现象。”裴老师竖起大拇指为大家点了个赞。
液体压强
1
带小孔的水杯
老师取出一个圆柱形水杯,侧面不同高度有三个孔。这样一个水杯,装满水后会发生什么现象?
大家经过动手实践与仔细观察,开始发表各自的见解。
甲:三个孔都有水流出,最上面的水喷得距离最近,最下面的喷得距离最远。
乙:最上面的孔流得最慢,最下面的流得最快。
丙:就像大海,越往下越深压力越大,这个也是一样,越往下压力也就更大,所以水就喷得更远。
丁:三个孔最上面承受的水压比较小,越往下水压越大,最下面承受的水压最大,所以喷得最远。
看来,经过一个小小的实验,大家对液体压强已经有了相当深刻的认识!
2
帕斯卡裂桶实验
裂桶实验是科学史上相当重要的一次实验:帕斯卡用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。
“运城国际版”帕斯卡裂桶实验
原理:由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度很大,使压强增大,便将桶压裂了。
结论:液体压强与深度有关,深度越深,液体压强越大。
联系现实:潜水到不同深度时需要不同的潜水装备,当潜到足够深的深度时,普通装备已经不能很好地保护人体,这时就需要更加强大的设备。大国重器——蛟龙号就是目前我国下潜深度最大的载人潜水器,创造了7062米的中国载人下潜纪录,向世界展示了中国实力。
老师提问了大家一个非常有趣的问题:“如果你是蛟龙号的设计师,你会选择什么材料制造“蛟龙号”呢?”并且对大家提出殷切期望:“希望未来创造更深记录的潜水艇是你们设计的!加油,少年强则国强!”
大气压强
1
纸能否压住钢尺不被砸落?
薛老师向大家提问了一个问题:一张纸能压住钢尺不被网球砸落吗?随后,向同学们展示了一组对比实验:
1.纸平铺压在钢尺上,网球掉落,钢尺没被砸落;
2. 纸中间拱起再压在钢尺上,网球掉落,钢尺被砸落。
原理:当纸平铺在桌面上的时候,钢尺和纸之间几乎没有空隙,纸上方的大气压便将钢尺压住,使它不被砸落;当纸中间拱起时,钢尺和纸之间有了空隙,纸的上面和下面都有大气压,钢尺就被压住,所以一砸就掉落。
2
马德堡半球实验
现场重现马德堡半球实验:
孩子们参与实验的热情越来越高,纷纷要求上场参与。由于场地和实验器材受限,最后只留下八名学生参与实验。看!孩子们都使出了吃奶的劲,一个个都涨红了脸,但还是没能将两个小小的半球拉开。
原理:抽气后,半球内部几乎为真空,外部压强远大于其内部压强。外部的大气压强就紧紧地“压”住了两个半球,必须用很大的力才能拉开。
3
一根火柴如何轻而易举压扁大水桶?
饮水机上用的大水桶,两个孩子一起使劲用力都没能将水桶压扁。薛老师用一根小小的火柴,就能将水桶压扁吗?
孩子们看着薛老师倒了一点酒精,然后扔进一个点燃的火柴,孩子们一边高呼着“拔火罐!拔火罐!”,一边亲眼看着水桶被压扁。大家不仅能迅速掌握原理,学以致用,而且能触类旁通!真是厉害了,少年们!
原理:火柴点燃水桶内的酒精使内部空气受热膨胀,部分气体溢出,这时用手封住桶口,内部空气冷却后收缩,桶内气压小于外部大气压,水桶被外部的大气压压扁。
4
脆弱的高脚杯能提起重物吗?
老师点燃火柴,倒扣上高脚杯,随着盘子里的水不断流入,当老师往上提高脚杯时,居然连着盘子一起提起来了!孩子们惊呼起来。当放着两个铁夹的盘子,又一次被提起时,孩子们一起喊:“再放两个试试!”孩子们的热情达到了整堂课的最高点!一次次呐喊,一次次尝试,直到盘子里放了十二个铁夹时,盘子没被高脚杯提起。
原理:火柴燃烧消耗杯中氧气,使杯中气压变小,外部大气压就将水压进了杯中,此时外部大气压仍然大于内部,大气压将铁盘紧紧压在杯口,因此可以被提起。盘中可以持续添加物品,直至杯中气压与物品压强之和与大气压相等才不能被提起。
5
你敢不敢直接喝刚刚沸腾的水?
在抽气泵的辅助下,烧杯中的水竟然“沸腾”了!
贾老师端着烧杯,转遍全场,让每一个孩子都感受一下此刻的“沸水”温度。
学生有点迷惑不解。哈哈,这就是老师希望达到的状态。老师就要留下这个疑惑,等着你们自己去探索,去解决。
6
食品包装袋的自我膨胀
将食品包装袋放进玻璃罩里,当不断向外抽气时,食品包装袋就开始膨胀,最终爆裂。
一起来回顾一下几个实验里的精彩片段。
下课了,少年们对今天的科学课有何感受呢?
“非常好,我都迫不及待想上初中了,尤其是想上初中的物理课!”
那我们就来一场美好的约定,理综老师们都等着和你们相遇!
课程结束后,小编采访了物理组的裴美婵老师:
裴老师,可以简单介绍一下这次课程的设计思路吗?
“压强”系列,包含三个主题:固体压强、液体压强,气体压强。生活中的现象很多,学生都比较熟悉,但是只停留在“只可意会不可言传”的层面,不能准确描述现象背后的原理。“压强”课程的整体思路是:每个主题都先设置一个突破学生常规认识的科学实验,让学生感受到科学的魅力,再一步步和学生最熟悉的现象结合,进行对比分析,让学生理解现象背后的原理,最后再学以致用,回归到实际生活中,进一步解释生活中各种相关的物理现象。
课程实施过程中,通过大量图片和视频再现社会生活和科技前沿的相关问题,不断追问,相互讨论,最终达成共识。课程期望达成的目标有:1.观察各种现象,思考并分析出固体压强的两个相关因素;2.帕斯卡裂桶实验——感受液体压强和深度的关系;3.马德堡半球等实验——体会大气压强的威力和无处不在。
结语
小升初,对于学生们来说,是继幼升小之后的第二个重要的的转折点。初中是学生身心发育和学业发展的重要阶段,是学生思维能力和思维品质提升的关键阶段,是学好理科和发展理综的核心阶段。为了做好小学到初中的衔接,使孩子们能更好更快地进入初中理综的学习,运城国际理综组的老师们付出了不少心血与努力。
广袤的宇宙中有太多的未知等待着孩子去探索与发现。我们愿尽最大的努力,让孩子感受到科学的魅力和价值所在,感受到科学能够使我们实现更多的可能,在孩子们心中埋下探索未知世界的种子。还是那句话——相信种子,相信岁月!
编辑/宏伟
版式/昝璞
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