《十萬(wàn)個(gè)為什么》中相關(guān)物理問(wèn)題在中學(xué)物理教材中的植入

【摘 要】面對(duì)中學(xué)物理課程教與學(xué)難的問(wèn)題，我們一定要使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，對(duì)周圍的世界產(chǎn)生好奇。在腦海中不僅要出現(xiàn)“是什么”的問(wèn)題，更要出現(xiàn)“為什么”的問(wèn)題。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)》、《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)》結(jié)合《十萬(wàn)個(gè)為什么》中涉及到的生活常見(jiàn)的物理問(wèn)題，解決了學(xué)生的疑問(wèn)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣?！娟P(guān)鍵詞】十萬(wàn)個(gè)為什么

物理現(xiàn)象

物理問(wèn)題

學(xué)生興趣 一、熱學(xué)問(wèn)題（一）體溫計(jì)的水銀柱為什么不會(huì)自動(dòng)下降在日常生活中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：一般溫度計(jì)的水銀柱會(huì)隨著溫度的降低自動(dòng)降下來(lái)。但當(dāng)我們測(cè)量完體溫后，體溫計(jì)的水銀柱不會(huì)自動(dòng)降下來(lái)，需用力甩一甩水銀柱才會(huì)降下來(lái)。初中物理第四章第一節(jié)“溫度計(jì)”中“科學(xué)世界——從溫度計(jì)說(shuō)起”講到：用測(cè)體溫來(lái)診斷疾病的方法是1858年德國(guó)醫(yī)生馮德利希創(chuàng)造出來(lái)的：讓病人用嘴含著水銀溫度計(jì)，他不時(shí)低頭看上邊的溫度。他不敢叫病人把溫度計(jì)拿出來(lái)，因?yàn)闇囟扔?jì)拿出來(lái)一遇到冷空氣，指示的溫度就降下來(lái)了。后來(lái)英國(guó)醫(yī)生阿爾伯特想出了一個(gè)好辦法：在溫度計(jì)的水銀管里造一處狹道，這樣體溫計(jì)放在嘴里后水銀柱可已上升到實(shí)際體溫處，取出體溫計(jì)水銀柱并不下落，而是在狹道那里斷開(kāi)，狹道以上的部分始終保持體溫的讀數(shù)[2]。體溫計(jì)的來(lái)歷我們已經(jīng)清楚，那體溫計(jì)到底是怎么工作的？它的那處狹道是怎樣幫助它保持水銀柱不自動(dòng)下降的？《十·（2）》解釋：原來(lái)一般溫度計(jì)的內(nèi)徑是一樣大的，而體溫計(jì)的玻璃內(nèi)徑卻大小不一樣，它在水銀柱和水銀球相接的地方做的特別細(xì)，即課本中講到的狹道。當(dāng)體溫計(jì)放入口腔時(shí)，水銀球中的水銀因受熱膨脹從“狹道”處擠出，當(dāng)體溫計(jì)從口腔中取出后，水銀受冷再加上它本身的內(nèi)聚力而收縮，結(jié)果使水銀柱在狹道處斷成兩截，上面的一截水銀柱指示體溫，由于內(nèi)聚力不會(huì)流入水銀球內(nèi)，當(dāng)我們重新使用體溫計(jì)時(shí)，需用力甩一甩，將上面一截水銀柱甩入水銀球內(nèi)[3]。二、聲學(xué)問(wèn)題（一）笛子里沒(méi)有什么東西為什么能吹出樂(lè)曲學(xué)了有關(guān)“聲”的知識(shí)后我們已經(jīng)知道物體之所以發(fā)聲是由于物體的震動(dòng)而產(chǎn)生的?！妒ぃ?）》中提到：口琴、胡琴等樂(lè)器能奏出各種音樂(lè)，是由于口琴里有簧片，鋼琴里有粗細(xì)不同的鋼絲，胡琴有琴弦，由于它們的震動(dòng)不同就能奏出各種曲調(diào)[3]。一根竹管做得笛子，里面什么東西也沒(méi)有，僅在竹管上開(kāi)幾個(gè)洞，怎么也能吹出曲調(diào)來(lái)呢？初中物理第一章第三節(jié)“聲音的特性”—— “科學(xué)世界”告訴了我們答案：長(zhǎng)笛、簫等樂(lè)器包含著一段空氣柱，吹奏時(shí)空氣柱受到外力激動(dòng)按一定頻率震動(dòng)而發(fā)聲，抬起不同的手指就會(huì)改變空氣柱的長(zhǎng)度，從而改變音調(diào)（頻率低音調(diào)低，頻率高音調(diào)高），長(zhǎng)的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音，根據(jù)樂(lè)曲的需要，放開(kāi)或按下不同的孔，使空氣柱忽長(zhǎng)忽短就會(huì)吹出不同的聲音[2]。（二）你能用水杯奏出曲子嗎初中物理第一章第三節(jié)“聲音的特性”，最后安排了一欄“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”，內(nèi)容要求：你能用水杯奏出曲子來(lái)嗎？七個(gè)相同的水杯中灌入不同高度的水，敲擊它們就可以發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、”的聲音來(lái)！通過(guò)實(shí)驗(yàn)同學(xué)們的確可以敲出曲子。我們知道曲子是由不同的樂(lè)器演奏出來(lái)的，水杯為什么會(huì)“奏曲”呢？這個(gè)問(wèn)題《十·（1）》給出了答案，大家聽(tīng)說(shuō)過(guò)“編鐘”嗎，編鐘是我國(guó)古代的一種樂(lè)器，分大小十幾口，在演奏時(shí)按次序排列，聲音的高低取決于物體的質(zhì)量、幾何形狀和大小，編鐘做成大小十幾口也是為了各個(gè)鐘發(fā)出的音調(diào)不同，從而進(jìn)行奏樂(lè)，水杯奏樂(lè)也是同樣的道理，原來(lái)水杯所發(fā)出的聲音主要是由于杯壁的震動(dòng)，空杯是整個(gè)杯壁都在震動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)較大的鐘，發(fā)出的音調(diào)比較低，盛水以后，震動(dòng)范圍主要在水面以上的杯壁，相當(dāng)于一個(gè)較小的鐘，發(fā)出的聲音較高，盛水越滿震動(dòng)范圍越小頻率越高，聲音就越尖[3]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了“水杯奏樂(lè)”的事實(shí)，同時(shí)也提高了同學(xué)們學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，看到表面現(xiàn)象請(qǐng)同學(xué)們多問(wèn)幾個(gè)“為什么”，用運(yùn)課外資料我們可以找到答案。三、電學(xué)部分（一）摩擦起電現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的初中物理第五章第一節(jié)“電荷”的開(kāi)始就用實(shí)驗(yàn)的方法證明了摩擦可以起電：教師分別用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒和毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒吸引輕小物體，如紙屑。教師還可以讓同學(xué)們舉生活中類似的例子，比如梳過(guò)頭發(fā)的疏子也可以吸引紙屑；用衣服摩擦過(guò)的鋼筆帽也可以吸引輕小物體。大量的實(shí)驗(yàn)證明摩擦是可以起電的，我們還規(guī)定絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電。那究竟摩擦是怎樣使物體起電的呢？《十·（2）》中有答案是這樣解釋的：正電和負(fù)電本來(lái)就同時(shí)存在于各種物體中，只不過(guò)它們?cè)跀?shù)量上相等對(duì)外不顯帶電性罷了。當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一方面兩物體緊密地接觸在一起，同時(shí)由于摩擦的結(jié)果使物體的溫度升高，增加了物體內(nèi)部分子、原子的熱運(yùn)動(dòng)，使相互間碰撞的機(jī)會(huì)增多。這樣存在于物體里比較活躍的帶負(fù)電的電子就較容易從一個(gè)物體進(jìn)入另一個(gè)物體，結(jié)果失去電子的那個(gè)物體就帶了正電，獲得電子的那個(gè)物體帶了負(fù)電。（二）什么是半導(dǎo)體金屬的導(dǎo)電性一般較好，而非金屬的較差?！妒た啤分兄v到：半導(dǎo)體是電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間并且有負(fù)的溫度系數(shù)的物質(zhì)。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小[4]。有了導(dǎo)體和絕緣體，人們?yōu)槭裁催€要找半導(dǎo)體材料？半導(dǎo)體有什么性能，對(duì)我們的生活影響很大嗎？這一系列的問(wèn)題由初中物理第六章“電壓電阻”——“科學(xué)漫步”來(lái)回答。課本指出：除了電性能外，半導(dǎo)體還有許多其它特性，并且溫度、光照、雜質(zhì)等外界因素對(duì)它的性能有很大的影響。利用半導(dǎo)體材料可以制作二極管、三極管。如果把二極管、三極管和電阻、電容等原件直接做在硅單晶片上，就成了集成電路，集成電路在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用十分廣泛，如收音機(jī)、電視機(jī)、電話機(jī)等，里面都有集成電路?？梢?jiàn)沒(méi)有半導(dǎo)體就沒(méi)有我們今天的現(xiàn)代化生活。（三）為什么高層建筑物要裝避雷針初中物理第七章“歐姆定律”——“注意防雷”中提到：雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象。云層之間、云層和大地之間的電壓可達(dá)幾百萬(wàn)伏至幾億伏。這種放電如果通過(guò)人體，能夠立即致人死亡，如果通過(guò)樹(shù)木、建筑物，會(huì)使它們受到嚴(yán)重的破壞。因此高大建筑物頂端都有針狀的金屬物，通過(guò)很粗的金屬線與大地相連，可以防雷，叫做避雷針。那避雷針到底是怎樣避雷的呢？《十·科》中給出了答案：為了防止雷雨云與高層建筑因感應(yīng)電荷積累而導(dǎo)致的放電損壞建筑物，常常在高層建筑物上裝上高出建筑物的避雷針，避雷針通過(guò)粗大的導(dǎo)線與大地相連，大地的異種電荷不斷地通過(guò)避雷針向天空放電，中和天空的電荷，變瞬間強(qiáng)大的放電為緩慢的放電，避免了雷擊。