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【摘 要】面对中学物理课程教与学难的问题,我们一定要使学生对学习产生兴趣,对周围的世界产生好奇。在脑海中不仅要出现“是什么”的问题,更要出现“为什么”的问题。《义务教育物理课程标准实验教科书》、《普通高中物理课程标准实验教科书》结合《十万个为什么》中涉及到的生活常见的物理问题,解决了学生的疑问,提高了学生学习的兴趣。【关键词】十万个为什么
物理现象
物理问题
学生兴趣 一、热学问题(一)体温计的水银柱为什么不会自动下降在日常生活中我们会发现:一般温度计的水银柱会随着温度的降低自动降下来。但当我们测量完体温后,体温计的水银柱不会自动降下来,需用力甩一甩水银柱才会降下来。初中物理第四章第一节“温度计”中“科学世界——从温度计说起”讲到:用测体温来诊断疾病的方法是1858年德国医生冯德利希创造出来的:让病人用嘴含着水银温度计,他不时低头看上边的温度。他不敢叫病人把温度计拿出来,因为温度计拿出来一遇到冷空气,指示的温度就降下来了。后来英国医生阿尔伯特想出了一个好办法:在温度计的水银管里造一处狭道,这样体温计放在嘴里后水银柱可已上升到实际体温处,取出体温计水银柱并不下落,而是在狭道那里断开,狭道以上的部分始终保持体温的读数[2]。体温计的来历我们已经清楚,那体温计到底是怎么工作的?它的那处狭道是怎样帮助它保持水银柱不自动下降的?《十·(2)》解释:原来一般温度计的内径是一样大的,而体温计的玻璃内径却大小不一样,它在水银柱和水银球相接的地方做的特别细,即课本中讲到的狭道。当体温计放入口腔时,水银球中的水银因受热膨胀从“狭道”处挤出,当体温计从口腔中取出后,水银受冷再加上它本身的内聚力而收缩,结果使水银柱在狭道处断成两截,上面的一截水银柱指示体温,由于内聚力不会流入水银球内,当我们重新使用体温计时,需用力甩一甩,将上面一截水银柱甩入水银球内[3]。二、声学问题(一)笛子里没有什么东西为什么能吹出乐曲学了有关“声”的知识后我们已经知道物体之所以发声是由于物体的震动而产生的。《十·(1)》中提到:口琴、胡琴等乐器能奏出各种音乐,是由于口琴里有簧片,钢琴里有粗细不同的钢丝,胡琴有琴弦,由于它们的震动不同就能奏出各种曲调[3]。一根竹管做得笛子,里面什么东西也没有,仅在竹管上开几个洞,怎么也能吹出曲调来呢?初中物理第一章第三节“声音的特性”—— “科学世界”告诉了我们答案:长笛、箫等乐器包含着一段空气柱,吹奏时空气柱受到外力激动按一定频率震动而发声,抬起不同的手指就会改变空气柱的长度,从而改变音调(频率低音调低,频率高音调高),长的空气柱产生低音,短的空气柱产生高音,根据乐曲的需要,放开或按下不同的孔,使空气柱忽长忽短就会吹出不同的声音[2]。(二)你能用水杯奏出曲子吗初中物理第一章第三节“声音的特性”,最后安排了一栏“动手动脑学物理”,内容要求:你能用水杯奏出曲子来吗?七个相同的水杯中灌入不同高度的水,敲击它们就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、”的声音来!通过实验同学们的确可以敲出曲子。我们知道曲子是由不同的乐器演奏出来的,水杯为什么会“奏曲”呢?这个问题《十·(1)》给出了答案,大家听说过“编钟”吗,编钟是我国古代的一种乐器,分大小十几口,在演奏时按次序排列,声音的高低取决于物体的质量、几何形状和大小,编钟做成大小十几口也是为了各个钟发出的音调不同,从而进行奏乐,水杯奏乐也是同样的道理,原来水杯所发出的声音主要是由于杯壁的震动,空杯是整个杯壁都在震动,相当于一个较大的钟,发出的音调比较低,盛水以后,震动范围主要在水面以上的杯壁,相当于一个较小的钟,发出的声音较高,盛水越满震动范围越小频率越高,声音就越尖[3]。通过实验验证了“水杯奏乐”的事实,同时也提高了同学们学习物理知识的兴趣,看到表面现象请同学们多问几个“为什么”,用运课外资料我们可以找到答案。三、电学部分(一)摩擦起电现象是怎样产生的初中物理第五章第一节“电荷”的开始就用实验的方法证明了摩擦可以起电:教师分别用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒吸引轻小物体,如纸屑。教师还可以让同学们举生活中类似的例子,比如梳过头发的疏子也可以吸引纸屑;用衣服摩擦过的钢笔帽也可以吸引轻小物体。大量的实验证明摩擦是可以起电的,我们还规定丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。那究竟摩擦是怎样使物体起电的呢?《十·(2)》中有答案是这样解释的:正电和负电本来就同时存在于各种物体中,只不过它们在数量上相等对外不显带电性罢了。当两个物体互相摩擦时,一方面两物体紧密地接触在一起,同时由于摩擦的结果使物体的温度升高,增加了物体内部分子、原子的热运动,使相互间碰撞的机会增多。这样存在于物体里比较活跃的带负电的电子就较容易从一个物体进入另一个物体,结果失去电子的那个物体就带了正电,获得电子的那个物体带了负电。(二)什么是半导体金属的导电性一般较好,而非金属的较差。《十·科》中讲到:半导体是电阻率介于导体和绝缘体之间并且有负的温度系数的物质。半导体的电阻率随温度的升高而减小[4]。有了导体和绝缘体,人们为什么还要找半导体材料?半导体有什么性能,对我们的生活影响很大吗?这一系列的问题由初中物理第六章“电压电阻”——“科学漫步”来回答。课本指出:除了电性能外,半导体还有许多其它特性,并且温度、光照、杂质等外界因素对它的性能有很大的影响。利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把二极管、三极管和电阻、电容等原件直接做在硅单晶片上,就成了集成电路,集成电路在现代生活中的应用十分广泛,如收音机、电视机、电话机等,里面都有集成电路。可见没有半导体就没有我们今天的现代化生活。(三)为什么高层建筑物要装避雷针初中物理第七章“欧姆定律”——“注意防雷”中提到:雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间、云层和大地之间的电压可达几百万伏至几亿伏。这种放电如果通过人体,能够立即致人死亡,如果通过树木、建筑物,会使它们受到严重的破坏。因此高大建筑物顶端都有针状的金属物,通过很粗的金属线与大地相连,可以防雷,叫做避雷针。那避雷针到底是怎样避雷的呢?《十·科》中给出了答案:为了防止雷雨云与高层建筑因感应电荷积累而导致的放电损坏建筑物,常常在高层建筑物上装上高出建筑物的避雷针,避雷针通过粗大的导线与大地相连,大地的异种电荷不断地通过避雷针向天空放电,中和天空的电荷,变瞬间强大的放电为缓慢的放电,避免了雷击。
物理现象
物理问题
学生兴趣 一、热学问题(一)体温计的水银柱为什么不会自动下降在日常生活中我们会发现:一般温度计的水银柱会随着温度的降低自动降下来。但当我们测量完体温后,体温计的水银柱不会自动降下来,需用力甩一甩水银柱才会降下来。初中物理第四章第一节“温度计”中“科学世界——从温度计说起”讲到:用测体温来诊断疾病的方法是1858年德国医生冯德利希创造出来的:让病人用嘴含着水银温度计,他不时低头看上边的温度。他不敢叫病人把温度计拿出来,因为温度计拿出来一遇到冷空气,指示的温度就降下来了。后来英国医生阿尔伯特想出了一个好办法:在温度计的水银管里造一处狭道,这样体温计放在嘴里后水银柱可已上升到实际体温处,取出体温计水银柱并不下落,而是在狭道那里断开,狭道以上的部分始终保持体温的读数[2]。体温计的来历我们已经清楚,那体温计到底是怎么工作的?它的那处狭道是怎样帮助它保持水银柱不自动下降的?《十·(2)》解释:原来一般温度计的内径是一样大的,而体温计的玻璃内径却大小不一样,它在水银柱和水银球相接的地方做的特别细,即课本中讲到的狭道。当体温计放入口腔时,水银球中的水银因受热膨胀从“狭道”处挤出,当体温计从口腔中取出后,水银受冷再加上它本身的内聚力而收缩,结果使水银柱在狭道处断成两截,上面的一截水银柱指示体温,由于内聚力不会流入水银球内,当我们重新使用体温计时,需用力甩一甩,将上面一截水银柱甩入水银球内[3]。二、声学问题(一)笛子里没有什么东西为什么能吹出乐曲学了有关“声”的知识后我们已经知道物体之所以发声是由于物体的震动而产生的。《十·(1)》中提到:口琴、胡琴等乐器能奏出各种音乐,是由于口琴里有簧片,钢琴里有粗细不同的钢丝,胡琴有琴弦,由于它们的震动不同就能奏出各种曲调[3]。一根竹管做得笛子,里面什么东西也没有,仅在竹管上开几个洞,怎么也能吹出曲调来呢?初中物理第一章第三节“声音的特性”—— “科学世界”告诉了我们答案:长笛、箫等乐器包含着一段空气柱,吹奏时空气柱受到外力激动按一定频率震动而发声,抬起不同的手指就会改变空气柱的长度,从而改变音调(频率低音调低,频率高音调高),长的空气柱产生低音,短的空气柱产生高音,根据乐曲的需要,放开或按下不同的孔,使空气柱忽长忽短就会吹出不同的声音[2]。(二)你能用水杯奏出曲子吗初中物理第一章第三节“声音的特性”,最后安排了一栏“动手动脑学物理”,内容要求:你能用水杯奏出曲子来吗?七个相同的水杯中灌入不同高度的水,敲击它们就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、”的声音来!通过实验同学们的确可以敲出曲子。我们知道曲子是由不同的乐器演奏出来的,水杯为什么会“奏曲”呢?这个问题《十·(1)》给出了答案,大家听说过“编钟”吗,编钟是我国古代的一种乐器,分大小十几口,在演奏时按次序排列,声音的高低取决于物体的质量、几何形状和大小,编钟做成大小十几口也是为了各个钟发出的音调不同,从而进行奏乐,水杯奏乐也是同样的道理,原来水杯所发出的声音主要是由于杯壁的震动,空杯是整个杯壁都在震动,相当于一个较大的钟,发出的音调比较低,盛水以后,震动范围主要在水面以上的杯壁,相当于一个较小的钟,发出的声音较高,盛水越满震动范围越小频率越高,声音就越尖[3]。通过实验验证了“水杯奏乐”的事实,同时也提高了同学们学习物理知识的兴趣,看到表面现象请同学们多问几个“为什么”,用运课外资料我们可以找到答案。三、电学部分(一)摩擦起电现象是怎样产生的初中物理第五章第一节“电荷”的开始就用实验的方法证明了摩擦可以起电:教师分别用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒吸引轻小物体,如纸屑。教师还可以让同学们举生活中类似的例子,比如梳过头发的疏子也可以吸引纸屑;用衣服摩擦过的钢笔帽也可以吸引轻小物体。大量的实验证明摩擦是可以起电的,我们还规定丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。那究竟摩擦是怎样使物体起电的呢?《十·(2)》中有答案是这样解释的:正电和负电本来就同时存在于各种物体中,只不过它们在数量上相等对外不显带电性罢了。当两个物体互相摩擦时,一方面两物体紧密地接触在一起,同时由于摩擦的结果使物体的温度升高,增加了物体内部分子、原子的热运动,使相互间碰撞的机会增多。这样存在于物体里比较活跃的带负电的电子就较容易从一个物体进入另一个物体,结果失去电子的那个物体就带了正电,获得电子的那个物体带了负电。(二)什么是半导体金属的导电性一般较好,而非金属的较差。《十·科》中讲到:半导体是电阻率介于导体和绝缘体之间并且有负的温度系数的物质。半导体的电阻率随温度的升高而减小[4]。有了导体和绝缘体,人们为什么还要找半导体材料?半导体有什么性能,对我们的生活影响很大吗?这一系列的问题由初中物理第六章“电压电阻”——“科学漫步”来回答。课本指出:除了电性能外,半导体还有许多其它特性,并且温度、光照、杂质等外界因素对它的性能有很大的影响。利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把二极管、三极管和电阻、电容等原件直接做在硅单晶片上,就成了集成电路,集成电路在现代生活中的应用十分广泛,如收音机、电视机、电话机等,里面都有集成电路。可见没有半导体就没有我们今天的现代化生活。(三)为什么高层建筑物要装避雷针初中物理第七章“欧姆定律”——“注意防雷”中提到:雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间、云层和大地之间的电压可达几百万伏至几亿伏。这种放电如果通过人体,能够立即致人死亡,如果通过树木、建筑物,会使它们受到严重的破坏。因此高大建筑物顶端都有针状的金属物,通过很粗的金属线与大地相连,可以防雷,叫做避雷针。那避雷针到底是怎样避雷的呢?《十·科》中给出了答案:为了防止雷雨云与高层建筑因感应电荷积累而导致的放电损坏建筑物,常常在高层建筑物上装上高出建筑物的避雷针,避雷针通过粗大的导线与大地相连,大地的异种电荷不断地通过避雷针向天空放电,中和天空的电荷,变瞬间强大的放电为缓慢的放电,避免了雷击。