树叶为什么落下时大部分是翻面朝上

树叶为什么落下时大部分是翻面朝上 瑞安市塘下镇第一中学 八 3 班 王毅 我捡来 20 片树叶 准备一探究竟 我从同树高的三层楼上将树叶扔下经 过查询资料和向老师请教 我才知道原来不仅是涉及到生物知识 还有物理知 识在里面的 因为树叶的反面海绵组织密度小 而正面是栅栏组织密度大 使 得相同面积的情况下 正面的质量大于反面的质量 从而形成正面重量比反面 重量大的分布构成 而重量的分布不均匀也使得重心分布偏向正面 关键词 密度 叶的结构 重心 稳度 风力 生活中有许多问题都是充满着谜题的 可是如果用科学的方式去解释 一切 都有了答案 所以我们应该学会将科学带入生活 一 问题的发现和提出 一 问题的发现和提出 那是一个偶然的机会 我在打扫操场卫生 在扫落叶时 我发现很多落叶都是背面朝上的 而为什么 我却不知道 我问了同学说是因为风吹的 是巧合 但是我不相信有那么多的巧合 因为如 果相信巧合的话 那么一切事物 都可以用巧合来回答 我相信答案只能是通 过实验来检测 二 问题的猜想 二 问题的猜想 从叶子中可以看出叶子的背面粗糙 正面光滑 用我们才学过的密度问题来解 答 不知道会不会是因为密度大 所以重量大呢 三 制定计划设计实验 三 制定计划设计实验 我准备去拾取数量比较多的树叶从高处放下 模拟树叶从树上飘落下来 然后 观察结果并且记录下来 四 进行试验收集证据 四 进行试验收集证据 我捡来 20 片树叶 准备一探究竟 我从同树高的三层楼上将树叶扔下 叶子如 同雪花般飘下 令我很着迷 我跑下楼 迫不及待的想去看看实验结果 看看 我的推测是否正确 不出所料 我统计着结果 心里的疑惑已经落地 20 片树 叶飘下 有 17 片树叶都是反面朝上 但是老师说过 做实验应该做多次 减少 误差 我又做了两次 道具同样也是那 20 片树叶 两次实验结果分别为 17 18 片 三次的平均值是 17 片 看来 树叶落下反面朝上并不是巧合 但是是否因 为密度造成的 还有待研究 我从网上查询资料 发现 叶子表面的细胞叫做栅栏组织 叶背的细胞 叫做海绵组织 栅栏组织排列很紧密 含有很多的叶绿素 它们主要用于接受 光能 用空气中的二氧化碳制造出大量的有机物 所以密度较大 海绵组织排 列疏松 叶绿素较少 主要用于储存植物内部产物和水 所以密度较小 因此 不仅只有叶面的颜色要比叶背的颜色浅一些 重量也要小许多 这里从生物学 角度知道了树叶的组织结构 可是还是没能彻底解决为什么树叶落下的全部问 题 经过查询资料和向老师请教 我才知道原来不仅是涉及到生物知识 还 有物理知识在里面的 因为树叶的正面栅栏组织密度大 而反面的海绵组织密 度小 使得相同面积的情况下 正面的质量大于反面的质量 从而形成正面重 量比反面重量大的分布构成 而重量的分布不均匀也使得重量分布偏向正面 根据物理学里稳度的知识可以知道 稳度是指物体处于稳定平衡状态的稳定程 度 稳度的大小由物体重心的高度和支持面的大小决定 重心低 支持面大的 物体稳度大 反之则稳度小 而树叶的稳度当然不仅取决于其重心 也取决于 支持面 由于树叶很轻 所以和地面的摩擦力很小 从而使得重心对于其翻转 的方向起决定性的作用 而树叶的正反两面面积几乎相等 所以稳度也取决于 其重心 而由刚才的生物分析知道重心偏向正面 所以比较重的正面反而在下 面 可是当我再次把得到的结论告诉老师时 老师告诉我应该考虑到风速 的影响 于是 在老师的指导下我设计了一个表格 并且在不同的情况下实验 得到数据记录如下 五 分析与结论 五 分析与结论 我发现在不同的风速下测试得到的结果不同 我又上网查阅资料并且请教老师 得到以下结论 在微风时 由于风力小 风力对树叶落下几乎没有多大的影响 可以不用考虑 其影响因素 树叶落下主要是靠密度造成的质量分布不均而形成的重心偏正面 而造成的结果 在中风时 由于风力不能忽略了 所以其力量会造成对重心偏正面的运动形成 影响 使得树叶落下时不仅要受到重力的作用 也同时受到不可忽略的风力的 作用 而风力不是竖直方向上的或者在竖直方向上的分力很小 与在无风和微 风时树叶落下 所受空气阻力为竖直方向的情况完全不同 会有一个横向的力 这个力可以影响到树叶落下时的翻转情况 从而使得树叶因为正面重量较大而 在下面的几率减小 所以对应测试得到的数据中 正面向下的次数减少 在大风时 由于风力更大了 所以其力量造成对重心偏正面的运动影响更大 使得树叶落下时受到重力的作用 也同时受到很大的风力的作用 而风力不是 竖直方向上的或者在竖直方向上的风力很少 与在中风时情况类似 会有一个 横向的力 这个力可以影响到树叶落下时的翻转情况 而由于风力大 影响的 程度加大 从而使得树叶因为正面重量较大而在下面的几率急剧减小 所以对 应测试得到的数据中 正面向下的次数更少 六 问题的猜想六 问题的猜想 叶子大小不同 那么叶子落下时反面的朝上几率是否和叶子的大小有关 七 制定计划设计实验七 制定计划设计实验 选用相同种类的叶子 大小分别 20 片 在无风的条件下 从相同的高度放下 然后观差并且记录下来 八 进行实验收集证据八 进行实验收集证据 我又捡来 20 片大小基本一致的树叶 在一个封闭的教室里 站在讲桌 上 将树叶放下 由于高度不高 所以树叶很快就落到了地下 我觉得上次老 师用表格来表示试验情况很简便 所以这次我也是用一个表格 来记录不同大 小的叶子 每次试验 叶子反面朝上的情况 通过实验我猜测树叶落下时反面朝上的几率与树叶的大小有着一定的关系 较 大的树叶落下时 反面朝上的几率约为 55 而较小的树叶落下时 反面朝上 的几率约为 80 这个猜测是否准确 还需要证实 我在网上搜索答案 可是这次网络并没有帮 到我 我就将这个猜测 告诉给同组的同学 我们一起讨论 验证树叶落下时反面朝 上的几率是否与树叶的大小有关 我认为树叶落下时反面朝上的几率与树叶的大小有关 因为选用的是同一种类 的树叶 说明它们的密度相等 密度相等而体积不一样 那么质量肯定不一样 所以所受到的中立也就不一样 也有同学反驳我的猜测 认为所受到的重力不等 只能让树叶落下时的速度不 等 并不能改变树叶的重心 所以也不能改变树叶落下时反面朝上的几率 我们带着各自的想法请教老师 老师对我们说出 树叶落下时反面朝上的几率与树叶的大小是有一定的关系 根据常理树 叶挂在树枝上时需要吸收阳光 所以一般都是正面朝上 假设树叶的中点为支 点 树叶的支点有种向下的力矩 这时空气阻力是不可忽视的 树叶的一边受 到一种向上的力 因为较小的树叶乡下的力矩就相对于小一点 所以较小的树 叶容易翻转 落下时大部分情况都是反面朝上 而较大的树叶它向下的力相对 而言大一点 与向上的力的差距就越小 所以体积较大的树叶 更不容易翻转 所以较大的树叶落下时反面朝上的几率比较小的树叶反面朝上的几率要小 九 问题的猜想九 问题的猜想 叶子也分为很多种 不同种类的叶子密度是否会不一样呢 密度不一样是否落 下时反面朝上几率也不一样呢 十 制定计划设计实验十 制定计划设计实验 我选用了两种不同的叶子 但是它们的大小差不多 在无风的环境下将树叶放下 将实验的结果观察并且记录下来 十一 进行试验收集证据十一 进行试验收集证据 两种叶子分别采取大小差异不大的 20 片 在封闭的教室中 从讲桌上 将树叶落下 为了让结果进快捷明了的统计出来 我任然用的列表格的方法 十二 分析与结论 十二 分析与结论 从以上的实验中我发现 树叶的种类与树叶落下时反面朝上的几率 并 没有太大的变化 因为实验是在封闭的环境下进行的 所以不用考虑风力问题 我认为虽然不同种类的叶子的密度不相等 但是所有叶子的正面的栅栏组织密 度大 质量高 背面的海绵组织密度小 质量低 所以树叶的重心都偏向正面 所以树叶落下时大多数情况都是反面朝上 正面朝下 十三 综上所诉 十三 综上所诉 树叶落下时不仅受到重力作用 也同时受到多方面的影响 而由于其他 因素在大多数情况下不占主导地位所以重力在大多数时候起决定性因素 而由 生物知识可知 树叶正面是栅栏组织 密度大 质量高 叶背海绵组织密度小 质量低 重心偏正面 所以大多数情况下是正面在下面 反而在上面的翻转情 况 而由物理学知识可以知道风力等其他因素成为扰乱这情况的重要因素之一 所以才使得重力不能 独霸 作用结果 才使