力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛,生活中的很多事物都在经意或不经意中巧妙地掌握和运用了力学原理。例如:拔河比赛时穿上有凹凸花纹的鞋子来增加与地面的摩擦力;汽车刹车时,由于惯性人的身体总是向前倾;根据弹力把弹簧板用做大货车的减震……
接下来的部分将通过一系列的小游戏展现一个丰富有趣的力学世界,把科学知识融于游戏中,让孩子们在游戏的同时发现学习的乐趣,提高思考问题的能力。
游戏所需物品:
一只鸡蛋
两只水杯
水
盐
游戏步骤:
1.在一个杯子中倒半杯水,把鸡蛋放入水中,观察现象,然后向杯中加入3茶匙的盐,轻轻搅拌,看看鸡蛋有什么变化;
2.第二个杯子中也倒入半杯水,放入10茶匙的盐后开始搅拌。慢慢加入淡水,直到水满。再慢慢放入鸡蛋,观察现象。
游戏中的科学:
液体密度越高,浮力越大。盐使水的密度增加,第一只杯中的鸡蛋会从杯底慢慢地浮上来。我们把淡水缓慢注入到第二杯盐水中后,淡水位于上层,鸡蛋会沉在淡水层底部,漂浮在位置较低、密度较大的盐水层顶部,即居于杯子中部。
科学小常识:浮力
有一天,当一个叫阿基米德的人洗澡时,突然跳出澡盆,光着身子跑到街上大叫道:“有了!有了!我知道了!我发现了!”原来他发现了解决一个难题的方法。国王要金饰匠为他打一顶实心金冠,但他怀疑金饰匠在金冠中掺有银的成分。于是,国王把阿基米德找来,告诉他:“我的金冠中有没有含银,你把它查出来!”
阿基米德首先把王冠放在一个装满水的水槽中,王冠沉到槽底,水也因此而溢了出来。阿基米德把溢出的水收集在另一个小容器内,小心地量这溢出的水重。然后,他再拿与金冠重量相等的纯金一块,把纯金放入和上面游戏同样大小、且也装满水的水槽中,金块沉到槽底,水同样也溢了出来,收集溢出的水,称重。结果阿基米德发现纯金所溢出的水,比王冠所溢出的少,所以他肯定王冠中的金成分不纯;因为纯金与王冠重量相同,密度相同,溢出的水也应该等重。经过一再的实验,他终于得到了结果。
这些事实表明,液体对浸入其中的物
体有向上托起的力,这种力叫做浮力。因为一种物体完全浸入液体中时,它下面受的压强比上面所受的压强大。因此,物体受到向上的压力比受到向下的压力大。这个上下压力差就是水对物体的浮力。浮力的方向总是竖直向上的。根据游戏得出结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体的重力。阿基米德总结出关于物体浮力大小的规律,后来人们就把这一定律叫做阿基米德定律。