“科普教育基地进课程”的再实践与全国科普教育基地上海动物园的合作.ppt

树叶下落朝向之谜及其实践应用初探 初中学段 物理学 课题由来 树叶落地背面朝上现象的普遍性研究 1 2 2.1 树叶自然下落朝向研究 区域位置方式正面朝上（片）背面朝上（片） 区域A 观察地面 30*30厘 米叶子分 布 57 区域B310 区域C03 区域D4996 合计 57116 【实验方法】分别对所居住小区绿化带4个不同位置选择30*30厘米区 域进行 统计，计算各区域掉落树叶朝向 【实验数据】树叶自然下落朝向统计表 【实验结论】从自然下落树叶落地后的朝向数据中发现树叶自由下落后 背面朝上概率较高且具有一定的普遍性。 2.2 外力作用下树叶下落朝向研究 【实验方法】随机选择50片珊瑚树叶作为实验样本，在室内无风环境下分别 以3种不同的下抛初始状态依次将这些树叶样本从同一高度静止 下抛3次，取其平均值填入下表中。 【实验数据】 序号初始状态描述 下落路径 正面朝上（片 ） 背面朝上（片 ） 背面朝上概 率 1 食指捏住树叶根部 并释放使树叶 静止下落 S型曲线 飘落 153570% 2 手持树叶背面朝下 状态并释放使 树叶静止下落 直线下落242652% 3 手持树叶正面朝下 状态并释放使 树叶静止下落 直线下落252550% 【实验结论】受外部条件的影响树叶下落的初始位置状态发生改变时，树叶 下落路径会发生相应的变化。当树叶直线直接下落时，树叶背 面朝上的概率值明显下降。 2.3 不同种类树叶下落朝向研究 【实验方法】5种树叶分别从1m，2m，3m三个不同高度下抛，观察树叶 落地后的朝向，进行数据分析。 枸杞树叶样本 梧桐树树叶样本 珊瑚树树叶样本 香樟树树叶样本 黄杨树树叶样本 【实验数据】 珊瑚树香樟树梧桐树黄杨树枸杞树 1米正面朝上2634172247 背面朝上7466837853 背面朝上 概 率 74%66%83%78%53% 2米正面朝上2127152352 背面朝上7973857748 背面朝上 概 率 79%73%85%77%48% 3米正面朝上2530212748 背面朝上7570797352 背面朝上 概 率 75%70%79%73%52% 第一次下落实验 第二次下落实验 珊瑚树香樟树梧桐树黄杨树枸杞树 1米正面朝上 3232241752 背面朝上 6868768348 背面朝上 概 率 68%68%76%83%48% 2米正面朝上 2632201951 背面朝上 7468808149 背面朝上 概 率 74%68%80%81%49% 3米正面朝上 2828312147 背面朝上 7272697953 背面朝上 概 率 72%72%69%79%53% 第三次下落实验数据 珊瑚树香樟树梧桐树黄杨树枸杞树 1米正面朝上2629272143 背面朝上7471737957 背面朝上 概 率 74%71%73%79%57% 2米正面朝上2332221753 背面朝上7768788347 背面朝上 概 率 77%68%78%83%47% 3米正面朝上2634221649 背面朝上7466788451 背面朝上 概 率 74%66%78%84%51% 各高度背面朝上平均数据统计折线图 【结论3】实验数据结果显示不同种类树木的树叶从不同高度自由落地后，发现 枸杞树叶背面朝上的概率低于50%，该结论不同于“叶落黄土背朝天”的常识。 课题由来 树叶落地背面朝上现象的普遍性研究 1 2 影响下落树叶朝向因素研究3 3.1树叶内部结构研究 图B 枸杞树叶 图A 珊瑚树叶 3.2树叶外部结构研究 v 不同大小树叶下落朝向分析 树叶(大)树叶(小) 第1组第2组第3组第1组第2组第3组 正面朝上数322830293232 背面朝上数687270716868 背面朝上概率68%72%70%71%68%68% 【结论】同树种大小不同的树叶在无风状态下相同高处下落虽然数值不完 全相同，但树叶背面朝上的概率仍然大大高于50%。树叶下落后 叶面朝向受树叶大小的影响因素较小。 3.2树叶外部结构研究 v 不同形状树叶下落朝向分析 a、新老树叶厚薄形状差别讨论 新叶(薄)老叶（厚） 正面朝上次数333535323233 背面朝上次数676565686867 背面朝上概率67%65%65%66%68%67% 【结论】厚薄不同的树叶在无风状态下相同高处下落其背面朝上的次数均 在60次以上，虽然厚度较大的老叶从数据上看略高于新叶，但差距较小几 乎可忽略不计。 3.2树叶外部结构研究 v 不同形状树叶下落朝向分析 b、缺水变形状态形状的讨论研究 5天后 图A 图B 树叶正面 树叶背面 2天后 观察发现伴随着树叶的形状卷曲其下落后背 面朝上的次数也不断减少，只有38%-45%左右。 【结论】树叶下落后的朝向 主要取决于树叶的整体重心 与其几何中心之间的位置关 系，整体重心靠近树叶哪面 ，则哪面易先着地 课题由来 树叶落地背面朝上现象的普遍性研究 1 2 影响下落树叶朝向因素研究3 结论 4 结论 v 树叶自然下落其背面朝上概率较高，具有一定的普遍性。 v 受外部条件的影响树叶下落的初始位置状态发生改变时，树叶下落路 径会发生相应的变化。当树叶直线直接下落时，树叶背面朝上的概率 值明显下降，而在不同种类树木的树叶从不同高度自由落地实验中发 现有树叶背面朝上的概率低于50%，得出“叶落黄土背朝天”有悖于 科学实际的结论。 v 从内外部结构、大小、形状等不同方面对可能影响树叶落地后朝向的 各相关因素进行实验与分析，发现树叶下落后的朝向主要