趣味物理.doc

趣味物理实验与制作中小学如何深化教学改革，特别是加强和改革实践教学，努力摆脱长期重 理论，轻实践技能操作;重学课本知识，轻实验实践经验，脱离生产实际的错误倾向，一直是教育工作者研究的新课题。目前随着经济体制改革的深化和和谐社会的构建，特别是综合素质教育的进一步完善，以学生为主体，充分调动学生的个体积极性和开发智力因素，深入挖掘学生自身潜能和教学手段的内涵与外延已成为必然。因此，加强学生实验技能训练，强化个体技能培养，通过趣味实验激发学生的求知欲望，科学培养学生的一技之长，培养学生的创新能 力和创新才能，是当今中小学教学改革和发展的重要环节。一、科学开发和建立物理趣味实验教学的意义科学开发和建立物理趣味实验教学，是人才培养和 改革的必然，是落实科学发展观，构建和社会，推动科学进步与发展的重要环节之一。通过深入学习教育部关于素质教育和中小学教育教学改革的有关文件精神，结合目前我国教育体制的建立与完善，针对市场经济的激烈挑战，我们认为科学开发和建立物理趣味实验教学具有以下重要意义。1、科学开发和建立物理趣味实验教学，是社会发展对人才需求的必然。中小学教育是我国基础教育的重要部分，也是科学实施综合素质教育的主阵地，它培养的人才除了具备一个公民应有的基本素质外，还要为高一级学校输送高级人才，为学习者走向社会、创造物质财富打好基础。因此要求其学生必须具有比较扎的理论基础， 同时还必须具有一定的基本实验技能和实践操作技能，也只有这样，才能适应社会对人才的需求，才能真正服务社会，建设社会，为社会创造价值，成为对社会有用的人才。由此可见，加强对中小学学生物理实验技能的培养，特别是 趣味实验技能的教育与培养具有划时代的现实意义。2、科学开发和建立物理趣味实验教学，是教学改革和深化的要求。据我们调查分析，目前我国大部分中小学的教学计划和教学内容中，仍存在理论与实践比率不当的现象，仍然重视理论教学，追求理论教学质量，而忽视实验实践教学，特别是学生亲自动手能力的培养，导致一部分学生思维狭窄，解决问题的思路不够清晰，个体活动次发达，动手能力不强等等。如何彻底改变目前这种状况，就物理教学而言，最有效的方法就是打破传统的教育教学模式，引进、吸收和消化新的教学方式、 方法，设置多维的趣味物理实验教学，以弥补其课堂教学之不足。3、科学开发和建立物理趣味实验教学，是构建和谐社会，推动社会进步的重要体现，是贯彻落实素质教育的重要举措。我们大家知道，目前我国的就业和再就业形势十分严峻，就业已成为社会关注的热点问题之一。据有关报道，近几年我国的高等学校毕业生，每年以20%左右的速度增长，大量的高等学校毕业生在为社会创造财富的同时，也为社会的就业带来了困难。因此，加强中小学物理趣味实验教学，使学生掌握好课本知识的同时，具备一技之长，同时具备一定的实验实践操作技能和熟练的操作基本功，这对于学生适应社会需求，拓宽知识渠道， 开发智力资源，引导学生积极参与实验实践活动都具有重要的历史和现实意义。 4、科学开发和建立物理趣味实验教学，是中小学物理实验教学的必然。众所周知，物理是一门自然科学，它与生产、建设、服务、生活、流通等社会的各个方面有关密切的联系，尤其是对于初高中学生来说，由于随着学习时段的增大 和年龄的增长，对知识的渴求欲望发生了新的变化，有打破砂锅问到底，问问 砂锅几根腿的浓厚兴趣，因此，当物理老师结合物理自身教材和生活现象，积极引导学生参与趣味实验活动，不仅能够增长学生知识，扩大横向联系，解决具体问题，重要的培养学生对学习物理的浓厚兴趣，赋予物理教学以新的内涵。 实验一：观察扩散现象准备一杯冷水和一杯热水，将两小颗高锰酸钾分别投入两杯水中，试观察比较高锰酸钾在两杯水中的扩散情况。如果你观察到了两杯水中高锰酸钾发生扩散的差异，想一想这说明了什么问题？实验二：感受大气压取一个空的铝质易拉罐及一盆冷水，罐口缠上铁丝并固定并将铁丝拧成柄状（要有一定的长度和强度），往易拉罐中加入少量的水，放在酒精灯上加热至沸腾，并继续加热数十秒，迅速（持铁丝柄）将易拉罐倒扣到冷水中，观察发生的现象。注意：此时易拉罐在气压的作用下被压扁且发出巨大的响声，实验者应有思想准备，以防惊惶中碰到其它实验仪器而被烫伤甚至引起火灾。本实验有一定的危险性，建议在老师的指导下进行。实验三：振幅交换准备两个摆长一样的摆（摆锤质量要大些）和一根细尼龙绳，将尼龙绳两端分别固定在高度上，把两个摆的上端系于尼龙线的中部，悬点相距不超过10厘米，（固定时要检查摆长是否一样）。使一摆处于竖直位置，将另一摆沿垂直于尼龙绳方向拉开到某一位置（不一定要有五度角限制）放手让其在垂直于尼龙绳方向上振动，观察二摆的振幅变化（可能需要比较长的时间才能看出，所需时间与装置有关）。可以看到，两摆的振幅会不断地交换。实验四：尝试一下静电触电的滋味把塑料飞盘用洗衣粉洗刷、冲净、晒干；再准备一块圆形铁片，大小比飞盘略小，在其中打一小孔，用20厘米长的丝线穿过小孔将它拴住，用一块干燥的毛皮用力摩擦圆盘的内侧，然后迅速拿开，再用手提着丝线的一端（这是为了不使手与铁片接触），将铁片放入圆盘内，这样圆盘上的电荷将聚集到铁片上，用手指去靠近铁片时，会有微麻的感觉，同时还可看到电火花和听见放电响声（这是因为电压高而产生放电，但因电量少，电流持续时间短暂，虽有微麻的感觉，但并不危及人体的生命与健康）注意，本实验的效果受环境影响较大，一般而言在干燥的天气比在空气潮湿时容易成功，晴天在人少的室内比在人多的室内容易成功；在室外通风处比在室内容易成功。实验五：水是液体也能发生静电感应吗？把家用自来水开关调到有一股细流，把与毛皮摩擦过和塑料棒（或塑料梳子、笔杆），接近此细流，会清楚看到水流向塑料棒的方向弯曲。实验六：为什么欧姆表测灯泡阻值比计算值小？一只灯泡“220V25W”，根据电功率公式可算得灯丝的电阻为1936欧，用欧姆表测测测看，测出来的阻值是大了还是小了，为什么？实验七：哪个瓶子滚得快？两个完全相同的玻璃瓶，一个装满沙，另一个装满水，放在同一斜面上滑下，哪个瓶子滚得比较快？动手试试，想想看，为什么？实验八：木尺能保持水平吗？有一根长度为米的木尺。用左右手的食指分别水平地支撑木尺的两端。这时候，左右某一个手指向对方靠近，木尺能够保持水平吗？左右手指同时相互靠近，又会怎样。（提示，与摩擦力及力矩知识有关）实验九：水为什么不会洒出？在杯中倒入半杯水，上面用纸盖住。用手掌压住纸把杯子翻转过来，注意不让杯中的水洒出来。放开手，杯中的水也好，纸也好，都不会掉下来。即使水中放入一些木螺丝之类的小东西也没有关系。这是为什么？实验十：如何使单摆摆动起来用一根约一米长的细尼龙线及，一把挂锁做一单摆，要求用吹气的方法令其摆动，摆解要求达到30度左右，此过程中口与单摆平衡位置的距离保持在0.5米以上，且不得用身体或任何其它物体与单摆的任何部分及悬点接触，试设法达到目的并想想为什么？生活中的趣味冰棍“冒汽”炎热的夏天，热气逼人，吃上一根冰棍才舒服呢！你注意过吗，冰棍从冷藏箱里拿出来往往还冒“汽”哩！真有趣，通常只有热的东西才冒汽，冰棍为什么会冒汽呢？夏天的气温比冰棍的温度高得多，冰棍一遇到空气就要融化，融化时要从周围的空气中吸收大量的热，使空气的温度下降。平时空气里含有一定量的水蒸气，由于温度突然降低，就达到饱和或过饱和状态。也就是说，冰棍周围的空气由于温度降低，便容纳不下原来所含的那么多水蒸气了。在这种情况下，多余的水蒸气就结成微小的水珠，形成一团团飘浮着的雾状水滴，经光线照射，就成了白色的水汽。云、雾、雨、雪形成的原因也是这样。江河湖海里的水，受到阳光照射后，不断地变成水蒸气，飘散在空气中，含有水蒸气的空气受热上升，升到一定高度，遇到冷空气，就凝成一团团悬浮的小水滴，这便是云。靠近地面的水蒸气，遇冷也能结成一团团悬浮的小水滴，这就是雾。所以云和雾在本质上是相同的。在合适的条件下，云里的小水滴不断地合并成大水滴，直到上升的气流托不住它的时候，便降落下来，形成雨。如果是冬季，这些水滴就结晶成雪花漫天飘舞。不过，空气中饱和水汽的凝结，必须有它凝结的“核心”才行，这个核心就是飘浮在空气中的尘埃，它是促进云、雾、雨、雪形成的必要条件之一。云雾的秘密，使英国物理学家威尔逊受到很大启发。经过研究，他于1894年发 明了一个叫“云雾室”的装置，它里面充满了干净空气和酒精（或乙醚）的饱和汽。如果闯进去一个肉眼看不见的带电微粒，它就成了“云雾”凝结的核心，形成雾点，这些雾点便显示出微粒运动的“足迹”。因此，科学家可以通过“云雾室”，来观察肉眼看不见的基本粒子（电子质子等）的运动和变化情况。同时，还发现了不少新的基本粒子。威尔逊云雾室，为研究微观世界作出了卓越贡献，1927年，他因此荣获了诺贝尔物理学奖金。奇妙的服装图案你想过没有，服装颜色和图案的设计中，还大有学问哩！巧妙的设计，能产生奇特的效果。许多青年人爱穿水兵的“海魂服”，这种针织衫上有蓝白相间的粗横条，清新爽朗，小伙子穿起来，确实神气。有趣的是，瘦人穿上它，显得丰满，而胖人穿了它，看起来更臃肿了。这是一种光学现象视错觉造成的。大小和形状都相同的物体，由于采取不同的分割方法，便会引起人们的错觉。如上图中的两个正方形，是一样大小，由于左面的采取横向分割，右面的采取竖向分割，结果左面的图形看起来高一些，右面的图形则宽一些。这种现象在物理学上叫做“分割错觉”。同样的分割用在不同的地方，会产生相反的效果。在装璜设计上，要想使一只盒子显得高一些，就可采取横向分割；然而在衣着装饰上的分割错觉却恰好相反，矮胖的人穿横向条纹的“海魂服”，不但没有增加高的感觉、反而增加宽的感觉，显得更胖了。这是因为盒子一般不太大，它正好处在人眼的正常视野中，眼球不必转动就可以看清它，观看横向分割的时候，就会不自觉地把分割条数考虑进去，便觉得高度有所增加。观看穿横向条纹衣服的人，情况便有所不同，为了能看清这些条纹，视线必然会沿着条纹方向移动，不自觉地把条纹长度跟条纹间隔作比较，就觉得横向的宽度增大了。所以，矮胖的人不宜穿“海魂服”之类的横向条纹衣服，而适合穿竖直条纹的服装。视错觉的现象还有好多种。假如你用一只眼睛正面去看左图中的四个字母，你会明显地感到它们的颜色深浅不同。记住那个颜色最深的字母，然后从侧面斜看这四个字母，就会发生一个意外的变化：原来那个最黑的字母，变成灰色的了，这时最黑的字母已经是另外一个了。这种现象叫做“象散错觉”。根据这个原理，现在已经设计出一些“会变色的布”从不同的角度观察同一块布，却感到色泽、深浅都不一样。有一种斜纹布，左看似红，右看却又象绿。这除了在它的经纬纱中分别配有红、绿线外，纹理引起的“象散”现象也起了重要作用。歌唱家们在舞台上喜欢穿着拖地的深色连衣裙，或者是黑色的长装。这样的服装会给观众一种“苗条”秀丽的感觉。这也是光学原理在起作用。你看下图中两个大小相等的黑白色正方形，好象白的比黑的要大一些。这是因为，浅色物体在视网膜上的像，周围总有一圈光线围着，好象是从象中渗出来似的，人们把这种现象叫“光渗”。黑色背景下的白色物体，由于光渗作用，它在视网膜上的象要比实物大一些；白色背景下的黑色物体，情况恰恰相反。所以便产生了白大黑小的错觉（光渗错觉）。假若把画在黑色背景上的白圆点，跟画在白色背景上的同样大小的黑圆点，同时放在一起看，会觉得黑圆点要比白圆点约小五分之一。同是一个人，穿深色衣服的时候，要比穿浅色衣服显得瘦些，就是这个道理。你还能举出另外一些视错觉的现象吗？不妨试试。时装的颜色“冬不穿白，夏不穿黑。”这是人们从生活实践中总结出来的经验，你知道它包含的科学道理吗？我们生活的自然环境，五光十色，美丽动人，有红色的花，绿色的草，蓝色的天空，白色的云朵各种物体都具有各自的色彩。可是，这些艳丽的颜色，在漆黑的夜里就统统消失了。这说明只有在阳光（白色光）的照射下，物体才呈现出颜色。那么，为什么在同样光源的照耀下，各种物体会有不同的颜色呢？我们知道，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成的。不同的物体，对不同颜色的光线，吸收能力和反射能力又各不相同。被物体吸收的光线，人们就看不见，只有被反射的光线，人们才能看到。因此，某种物体能反射什么颜色的光，在我们看来，它就具有什么样的颜色。如红色的花，是因为它只能反射红色的光线，把其他颜色的光线都吸收了；白色的东西能够反射所有颜色的光线，因此看起来就是白色的；而黑色的东西却能吸收所有颜色的光线，没有光线反射回来，所以看起来就是黑色的了。太阳不仅给人们送来光明，而且还送来了大量的辐射热。对于辐射热来说，黑色也是只吸收，不反射，而白色正好相反。一般说来，深色的东西，对太阳光和辐射热，吸收多，反射少；而浅色的东西，则反射多，吸收少。因此，夏天人们都喜欢穿浅色衣服，象白色、灰色、浅蓝、淡黄等，这些颜色能把大量的光线和辐射热反射掉，使人感到凉爽；冬季穿黑色和深蓝色的衣服最好，它们能够大量地吸收光和辐射热，人自然就感到暖和了。人们认识了自然规律，就能在生产技术上加以利用。象大型露天煤气罐、石油罐的表面都漆成银白色，目的就是为了提高它们反射阳光和辐射热的能力，使罐的温度不致升得过高，以免引起爆炸事故。人们还利用反向和吸收的原理来征服自然界，让它为人类服务。我国西北部有座祁连山，山上盖满了厚厚的冰雪。可是，因为山很高，上面很冷，就是炎热的夏天，强烈的阳光和辐射热照上去，也都被那白色耀眼的冰雪给反射回去了，所以积雪没法融化。结果山下大片的田地，都因缺水而荒芜了。解放后，党领导人民向大自然进军，为了叫祁连山交出水来，政府派了工作队，用飞机把碳黑撒到祁连山的积雪上，乌黑的碳黑拼命地吸收着光和热，使粘有碳黑的积雪融化了，祁连山终于献出了滔滔的雪水。雨衣上的学问下雨天，外出的人们不是打伞，就是穿雨衣。雨衣为什么不透水呢？奥妙就在制作材料上。就拿布制雨衣来说吧，它是用防雨布（经过防水剂处理的普通棉布）制成的。防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆。石蜡乳化以后，变成细小的粒子，均匀地分布在棉布的纤维上。石蜡和水是合不来的、水碰见石蜡，就形成椭圆形水珠，在石蜡上面滚来滚去。可见，是石蜡起了防雨的作用。物理学上把这种不透水的现象，叫做“不浸润现象”。而水一旦遇到普通棉布，就通过纤维间的毛细管渗透进去，这就叫做“浸润现象”。物体是由分子组成的。同一种物质的分子之间的相互作用力，叫做内聚力；而不同物质的分子之间的相互作用力，叫做附着力。在内聚力小于附着力的情况下，就会产生“浸润现象”；反之，则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水，正是由于水的内聚力大于水对雨衣的附着力的缘故。物理学还告诉我们：水的内聚力作用在水表面形成表面张力。水的表面张力使水面形成一层弹性薄膜，当水和其他物体接触时，只要水对它不浸润，那么这层弹性膜就是完好的、可以把水紧紧地包裹着。有人试验过：巧妙地把水倒进浸过蜡的金属筛里，水并没有从筛眼里漏下去。常见的玻璃，看起来光滑晶亮。可是，水遇上它，却紧紧地缠住不放，带来了种种麻烦：下雨的时候，车前窗玻璃上的雨水挡住了司机的视线，很不安全，于是只好开动划水器，把雨水排去；戴眼镜的人，在喝热水的时候，镜片立即蒙上一层雾汽，挡住了视线，什么东西也看不见了。人们知道了水的表面张力的特性，了解了水的内聚力与附着力的关系以后，不仅巧妙地制成了雨衣，而且还造出了新颖的“憎”水玻璃在普通玻璃上涂一层硅有机化合物药膜，它大大削弱了雾汽对玻璃的附着力。用这种憎水玻璃做镜片，为戴眼镜的人解除了蒙雾的苦恼；把这种玻璃安在车的前窗上，划水器也就用不着了。现在你该能说出篷布、布伞不漏雨的道理了吧！怎样使服装挺括要使服装穿起来挺括，洗刷以后，往往需要用熨斗烫一烫。但是，熨烫衣服也有诀窍；要先在衣服上喷一些水，甚至还要衬上一层湿布，然后才能熨烫。如果把一件干衣服拿来就烫，不仅不能把褶皱烫平整，而且还容易把衣服烤焦。当衣服喷上一些水以后，它的纤维很快被水润湿。这时把温度合适的熨斗放在上面一烫，渗入纤维中的水分便受热气化。我们知道，物质从液态变成气态，要从周围吸收大量的热，而且体积在一瞬间增大许多倍。由于熨斗压在上面，体积膨胀的水蒸气跑不出来，只能使劲地往纤维的空隙里钻，这样一来，正好把纤维挤得笔直、平整。熨烫衣服要掌握好熨斗的温度。如果熨斗的温度太低，水分不能气化，自然起不到“烫”的作用；要是温度过高，又会把衣服烫焦。有经验的人，都知道给熨斗底面上滴一点水，根据水滴的变化和发出的声音来判断熨斗的温度。要是水滴发出“扑叽”的响声，并且水珠滚转，很快流去，可以断定这时熨斗的温度约为150左右，正合适；如果水滴发出“扑哧”的响声，而且水滴很快散开并蒸发成汽，此时熨斗的温度约为180左右，太高了。这时，只要喷上适当的水，就可以把温度降到150左右。液体突然受热气化使体积剧烈膨胀的现象，在日常生活和生产中是常有的，有利的要利用，有害的则要注意防止。例如，在炼钢厂里，炽热的钢渣是严禁倒在潮湿的地方的，否则就等于埋下了一颗定时炸弹。因为炽热的钢渣，一倒在潮湿的场所，地上的水分就会立即气化，它的体积在短时间内，可以增大1000倍以上，可是，大量钢渣死死地压在上面，蒸汽不能顺利地跑出来，时间长了，越积越多，最后便冲破钢渣而发生爆炸。这当然是很危险的，所以，必须把钢渣倒在干燥而又没有易燃物的地方，才能保证安全。吃鸡蛋有诀窍五香茶鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来的温度，还没有收缩，这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩，而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了，这样就使蛋白与蛋壳脱离开来，因此，剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。明白了这个道理，对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西，如果它们是用两种不同材料合在一起做的，那么在选择材料的时候，就必须考虑它们的热膨胀性质，两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时，都广泛采用钢筋混凝土，就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样，尽管春夏秋冬的温度不同，也不会产生有害的作用力，所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。另外，有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如，铜片的热膨胀比铁片大，把铜片和铁片钉在一起的双金属片，在同样情况下受热，就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片，它随着温度的变化，能够自动屈伸，起到自动开启日光灯的作用。多孔的冻豆腐寒冷的冬天，吃上一碗热乎乎的“冻豆腐”，那真算得上是一种别具风味的美菜呢！豆腐本来是光滑细嫩的，冰冻以后，它的模样为什么会变得象泡沫塑料呢？豆腐的内部有无数的小孔，这些小孔大小不一，有的互相连通，有的闭合成一个个小“容器”，这些小孔里面都充满了水分。我们知道，水有一种奇异的特性：在4时，它的密度最大，体积最小；到0时，结成了冰，它的体积不是缩小而是胀大了，比常温时水的体积要大10%左右。当豆腐的温度降到0以下时，里面的水分结成冰，原来的小孔便被冰撑大了，整块豆腐就被挤压成网络形状。等到冰融化成水从豆腐里跑掉以后，就留下了数不清的孔洞，使豆腐变得象泡沫塑料一样。冻豆腐经过烹调，这些孔洞里都灌进了汤汁，吃起来不但富有弹性，而且味道也格外鲜美可口。很早以前，我国人民就已经懂得了冰冻膨胀的原理，并利用它来开采石头：冬天，他们在岩石缝里灌满水，让水结冰膨大，把巨大的山石撑得四分五裂，很快就能采到大量的石料。近年来，工业生产上出现了一种巧妙的新工艺“冰冻成型”，也是冰冻膨胀原理的应用。办法是：根据零件的形状，用强度很大的金属，做一个凹形的阴模和一个凸形的阳模，把要加工的金属板放在两个模的中间，在阳模和密闭的外壳之间，灌满4左右的水，然后把这个装置冷却到0以下。这时，由于水结冰，体积膨胀，所产生的巨大力量把阳模压向阴模，便把金属板压成一定形状的部件了。由于水在4时的密度最大，体积最小，水温低于4时体积反而增大，所以，在4时水就不再上下对流了。因此，到了冬季，寒冷地区的江河湖海，表面上虽然结了厚厚的冰层，但下面水的温度却保持在4左右，这就给水生物创造了生存的环境。冰冻也会给人们带来危害，它能使水缸冻破，把自来水管道冻裂因此，在冬季来临的时候，要及时做好保暖防冻工作。饭菜扑鼻香在厨房里做饭炒菜，我们在屋外也能闻到饭菜的香味。更有意思的是，有时候锅里的油才烧热，厨房外面的人就闻到了油香。香味是怎么被人闻到的呢？因为在烹调的过程中，饭菜的分子有一部分被蒸发到空气中，并且渐渐地向四面八方运动，当它们钻进我们的鼻孔时，我们就闻到香味了。这个过程叫做扩散现象。正是气体的扩散作用帮助人们闻到了各种气味。气体分子很小很小，我们的眼睛直接看不见它们。但是，这些分子的运动是能够间接地观察到的。在太阳光底下，我们可以看到许多尘埃在空气中飘来飘去，上下飞舞，就是受运动着的气体分子碰撞的结果。气体分子的运动是无规则的，互相之间不断地碰撞，不断地改变运动的方向。因为气体分子之间距离比较大，互相撞碰的机会少，所以它们很容易离散开来。有些气体的分子运动得很快，拿氢气来说，它的分子跑得比子弹头的速度还要快上几倍呢。正是这个缘故，气体物质的体积，如果不受外界的约束，就会不断膨胀扩大，扩散开来。扩散现象不单气体里有，液体里也有。做汤的时候，滴进几滴酱油，即使不搅拌，整个汤里也会逐渐均匀地染上酱油的色泽，并富有酱油的美味。这就是酱油在汤里扩散的结果。固体之间也有扩散现象。有人曾经做过这样的实验：把一块铅片和一块金片，分别磨光，压在一起，在室温下(20)放置五年，金片和铅片便连在一块，它们互相混合的深度约一厘米。我们知道，在室温下，金和铅是不会熔解的，但是它们的接触面竟生成了一层均匀的铅金合金，这就是扩散作用在固体中玩的把戏。扩散现象生动地证明，无论是那一种形态的物质，它们的分子无时无刻不在运动，当它们互相接触的时候，彼此就要扩散到对方当中去。随着温度的升高，分子无规则运动的速度增大，扩散也加快。香脆的爆米花“砰！”随着一声巨响，爆米花的香气便飘散开来。爆米花个大粒圆，酥脆芳香，是很受小朋友欢迎的一种膨体食品。大米经过爆米机一加工，体积陡然胀大好多倍，难怪人们风趣地把爆米机称作“粮食扩大器”哩！那么，米粒是怎样被扩大的呢？我们知道，密封在容器中的气体，都有一个特别的脾气：温度增高，压强就增大。给爆米机加热的时候，密封在罐里的空气的压强逐渐增大；同时，装在里面的大米逐渐被加热，贮存在米里的水分也逐渐蒸发出来，聚积在铁罐内。罐的温度不断升高，罐内的气压越来越大，这种高压阻止米中水分继续蒸发，使残存在米中的水分也逐渐升温升压，一个个米粒象憋足了气的小气球，只因为受到罐内气压的约束，它们才不能爆开。当罐内气压升高到23个大气压的时候（这从气压表上可以看出），便停止加热。这时，爆米花的师傅拿一条长布袋套在爆米机的口上，然后打开盖子。说时迟，那时快，在一声巨响中，大米喷到布袋里了。高温高压的米粒突然进入气压较低的环境中，憋在米粒中的高温高压水分，失去了约束力，便急骤膨胀，使米粒迅速胀大，变成了爆米花。透过爆米花，使我们看到了“高温高压”的巨大力量。节日的焰火、鞭炮，工地上的爆破，工厂里的蒸汽锤，大力士蒸汽火车头，它们那种有声有色的表演，都是“高温高压”导演出来的。随着科学技术的发展，它已成为生产上的强大动力。实验与制作一、液体与力1、水上浮字这是一项小的表演项目，在一个白色水盆里能浮起各种毛笔字。本实验需要材料和工具：白色脸盆、清水、毛笔、墨汁、竹板、大葱。制作方法如下：准备一块竹板，把竹皮表面打磨光洁，把大葱撕开，用葱白有葱汁的部分在竹板的光洁面来回擦几次，将葱汁涂在竹板表面，稍干后用毛笔蘸浓墨汁在涂有葱汁的竹板处写字，写什么字体都可以，稍干一会儿以后，把竹板平按入水中，按竹板时慢些，不要带起水波纹，然后慢慢地把竹板从水中斜向抽出来，黑字便一一漂浮在水面上，不散不乱。之所以如此，是因为葱汁有粘性，在竹板上形成一层薄膜，能托住毛笔字浮在水面上。2、水面绘画利用水面的浮力可以画出“抽象派”画面。下面我们来做这个实验。材料和工具有：水盆、清水、浓墨汁、毛笔、小木棍、白纸。制作方法如下：将水盆盛满清水，平放在桌上，用毛笔蘸浓墨汁滴在水面上，用小木棍将墨滴推开，让墨滴散乱成不规则的乱云形花纹，取一张白纸平放在水面上，再轻轻提出纸张，水面上的花纹画面就会翻印到纸上，凉干印好的纸张，再精心剪裁一下四边，就能出现类似山脉、云层等“抽象”画面。之所以如此，是因为水面平时总会有一层肉眼看不到的表面油脂，它可以把墨迹托起来，形成水平面印刷版，如果用油漆倒在水面上搅拌还可以在木板上印出假大理石花纹来。3、水上旋转盘本实验将介绍一种制作会自动在水中旋转的双鱼形纸盘。所需材料和工具包括：硬纸板、剪刀、肥皂、水盆、清水。制作方法如下：在硬纸板上画一个双尖鱼形，用剪刀把它剪下来，在双尖内弯曲处用小刀豁开两个小开口，用小刀切两块小肥皂片，将肥皂片插在两个小开口内。准备好一盆清水，把双尖鱼形轻轻地平放在水面上，等一会儿两块小肥皂块在水中稍一溶解，双尖鱼片就会慢慢动起来，它会越转越快，好像有动力的水轮一样。肥皂在水中溶解时，产生一种向四面扩散的推力，由于纸鱼挡住了它向前的推力，两块肥皂所产生的同向反作用力便推动纸鱼旋转起来。4、水下“盒”爆炸在水杯里放入一个小纸盒（包），会噼噼啪啪炸出很多水花来。下面我们来做一下这个实。所需材料和工具：跳跳糖、薄纸、玻璃杯、清水。制作方法如下：准备一包“跳跳糖”，用薄纸一小块，在铅笔上卷一个小纸筒，不用浆糊粘，将底边多出的部分向内折叠压紧，把纸筒从铅笔杆上拔下来，作成一个圆筒形无盖有底的小纸盒，把跳跳糖的颗粒倒入纸盒里，将上口收拢捏一下，不必捏得太紧。倒一杯清水，最好用无条纹的平面玻璃杯。将装有跳跳糖的小盆投入水中，用铅笔压一下让它下沉，当水渗透到薄纸包里接触了跳跳糖就会发生“爆炸”，水花四溅还发出噼噼啪啪的小声响，看上去非常有趣。跳跳糖着水后会有强大的吸水性，在吸水过程中自身迅速分裂，好像跳起来一样，用纸包住它，再让它渗透水分，就控制了吸水过程，加大它的爆发力量，以它的跳动力量再去冲击水，便会产生水花溅起的现象。5、潜水人潜水人是穿了水下防护用具在水下作业的人员，这里制作的小玩具能在我们手的控制下在深水中自由沉浮。所需材料和工具包括：旧的玻璃眼药瓶、及时贴彩纸或不干胶透明胶条、深的直口标本瓶、水。制作方法如下：向直口标本瓶中倒入清水，使水面距瓶口约6 厘米。取小眼药瓶，用手指堵住下出水口，向瓶内倒满清水，把挤眼药的胶皮帽扣紧，这时药瓶内的水不会从下口流出来。把这个眼药瓶放在标本瓶内，它自然会下沉到底，用手按眼药瓶上的胶皮帽使瓶内的水从下口滴出，水滴出去以后瓶的上部就会出现小的气室，气室越大浮力越大，不断挤出水，不断放在标本瓶里试浮沉，当小瓶内的气室大小，刚刚能使小瓶垂直浮在水平面上，就是调试完成了。这时如果用手掌按住标本瓶口，用力向下一压，小眼药瓶便会缓缓下沉，再加压力它会直沉到底，如果把手掌稍微松一点力，小眼药瓶又会从水底上升，小瓶在水中上下浮沉很像潜水人在水下工作。试验成功以后，用彩色及时贴纸（即不干胶彩纸）为小眼药瓶美化装饰，使它变成个潜水人形，如果没有及时贴纸，可用白纸包粘画成人形，再用透明胶纸包粘，起到防水作用也可以。做成人形的眼药瓶在水中沉浮，会更好玩更好看些。在正常环境中，大气的压力是一致的，眼药瓶内的小气室内的空气是在正常情况下留出的，它的气压和正常环境中气压一样。把它放在水里它能沉下去，说明瓶中水的重量与气室气体的浮力均等。当用手掌按压大标本瓶口时，大瓶内，水平面上的气室气压产生了变化，将比正常大气压力增高许多，可这时眼药瓶里面小气室还是正常大气压，它便托不住瓶水的重量，就自动沉下去，当减弱大瓶气室的压力时它还会从水底向上升。6、硬币怕肥皂打一盆清水来，准备几个硬币，把硬币竖直地向水里扔，硬币必定沉没在水中。用食指托住硬币，慢慢地使指头没入水中，使硬币平落水面。奇迹发生了，硬币居然漂浮在水上！硬币浮在水上是有道理的，那是表面张力把它托住了。水面的分子受到水里分子的吸引，使水面趋向收缩。荷叶上的一滴水，会收缩成水珠，细管子里的水，水面会向管口凸起。从这种收缩的倾向中，我们看到相邻的两部分水面之间存在着相互牵引力，这就是表面张力，它使硬币漂在水上。水面的表面张力很小，水盆稍有摇晃，硬币就会落到水中。盆里漂浮着一个硬币，在水面稳定不动的时候，拿一小块肥皂，轻轻地从硬币旁边插入水中，你会看到硬币迅速移动，远离肥皂而去。看上去，真有点硬币怕肥皂的样子。这是什么道理呢？你在思考问题的时候，一定想到了表面张力。提醒你吧，肥皂在水里会慢慢溶解，一部分水面成了肥皂水。肥皂水的表面张力比水要小，水将硬币推离肥皂了。请你动手试一试。实验原理如下：硬币靠近肥皂的这一侧，肥皂的表面张力小，而在相反的方向，纯净的水表面张力大，于是部分水面被拉了过去，漂在水面上的硬币也跟着被拉过去了。如果试验的次数太多，水面上的肥皂太多，这个试验的效果就会削弱，硬币也许不移动了。这时，要另换一盆清水，才能继续实验。另外还有【简单操作类的】“正字反写”游戏规则：如图1a所示，要求参与者正对着前面的镜子，在一分钟内上写出一个成语来，该成语从镜子上看，必须是正立的，方为成功。这个游戏涉及的物理原理很简单，却能使学生在玩的过程中，更好地理解和认识镜面成像原理，也在无形中锻炼和培养了学生的想象力。“弹指神功”如图1b所示，参与者每人8枚硬币，将其中七枚叠在一起，剩下的1枚做子弹，看谁能在最短的时间内把这7枚硬币从下到上逐一射出来，最快的那一位获胜。这也是个原理很简单的游戏，却能让学生在宽松的气氛中认识惯性的简单应用，这比老师的课堂说教收到的效果要好得多。空杯运球桌子上放着一些乒乓球，不能用手拿，只提供一只一次性塑料杯，要求将乒乓球移到另一个桌面上而不能落地，在规定的时间内搬球多者获胜。当然，这个游戏就需要一定的技巧，但学生还是能想到用塑料杯倒扣住乒乓球，然后旋转杯子，让乒乓球在杯内作圆周运动，达到一定速度后，球便不会从瓶内掉下来，便可把球迅速地搬到另一个桌面上。学生在参与这个游戏的过程中，可能没有去考虑球为什么不会掉下来，但这个过程性体验对我们的课堂教学很有帮助，往往可以收到事半功倍的效果。通过上面的例子，我们可以看到虽然这类游戏没有给学生太多的物理知识却在游戏过程中给学生更多直觉感知和体验，对激发学生学习兴趣、想象空间，以及可能产生的顿悟闪现等等都起着很大的作用，有利于右脑功能的开发，这些都是课堂教学所不能及的。【头脑奥林匹克类的】巧叠木块游戏规则：参与者在30秒内将5块木块叠在一起，谁能使最上面的木块比最底下的木块伸出的长度长，谁就获胜。实际上这是一道来自计算力矩求重心的竞赛题。很多学生都是习惯性地从下往上叠，由于方法不对结果当然不佳。正确的方法是先调节最上面的木块伸出第二块木块达到临界平衡，然后，不动第一块，调节第二块相对下面一块的位置，使上面两块达到临界平衡，依次往下调节，便可叠得如图2所示。通过游戏比赛的形式，引发学生思考如何灵活地用所学知识解决实际间题，这样印象会更深刻，同时该游戏也培养了学生的逆向思维能力。“未敲先知”（辨别生蛋、熟蛋）游戏规则：不能砸破蛋壳，看谁能尽可能多地设计出方案，来辨别出哪个是生蛋，哪个是熟蛋，由于“尽可能多”的激励作用，加之置身于游戏比赛这轻松的氛围中，学生们表现出极为热烈的参与激情，设计灵感相互迸发，思维之花朵朵绽放。例如，有的同学想到用橡皮圈将蛋箍紧，各挂在一条同样的线上，再分别把这两个鸡蛋扭转相同的圈数以后一同放开。结果熟蛋在转回到它的原来位置后，又往反方向扭转回去，然后又退转回来，这样来回扭转多次，才逐渐停下来。但是生蛋却只来回扭转三四次，在熟蛋还没停止时早就停下来了。也有同学想到更简单的办法，即把要判别的蛋放到一只平底盘上，用两只手指使它旋转。如果是熟蛋，则它旋转起来就会比生蛋快得多，而且转的时间更久。而生蛋呢，只能转几下就停下来。也有其他奇奇怪怪的想法，这里就不罗列了。这个游戏鼓励了学生多角度分析间题，多想几种方法解决间题；引导学生以开放性的视角，开放性的思维去解决日常生