周奇雄
時(shí)間已到了2019年秋,我在農(nóng)村初中從事物理教學(xué)已二十九年了,這二十九年來,城鄉(xiāng)差異越來越小,但農(nóng)村初中與城市中學(xué)還是有較大的差異,教學(xué)器材還遠(yuǎn)不如城市,于是我就地取材,利用身邊物體進(jìn)行物理教學(xué)。
首選談到的是礦泉水瓶,一個(gè)簡簡單單的瓶子是我的最愛,在講解兩邊平衡時(shí),我把它放在講臺(tái)上,瓶子受到的重力與桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)平衡力,瓶蓋、瓶身有花紋是為了增大摩擦力,裝滿水的瓶子相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,一瓶礦泉水放在桌子上,用手推它下面,它就前進(jìn),用手推它的上面,它就翻倒,是力的作用效果與力的作用點(diǎn)有關(guān),同樣還是一瓶礦泉水放在講臺(tái)上,在它的不同高度各鉆一個(gè)小孔可得出液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系,在它的同一深度鉆兩個(gè)小孔得出同一深度向各個(gè)方向壓強(qiáng)相等,用力捏瓶子是力可以使物體發(fā)生形變,手拿瓶子就地轉(zhuǎn)圈,人就了地球,瓶子成了同步地球衛(wèi)星,衛(wèi)星相對(duì)地球是靜止的,向上拋瓶子,瓶子上升就由于慣性,下落是由于受重力的作用,這一演示,還可以用來講解重力勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化,還可以用來講解力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,還可以用在變速運(yùn)動(dòng)。隨手拿一個(gè)學(xué)生剛喝完水(內(nèi)有水珠)瓶子,邊擰瓶身,邊旋開蓋子,“啪”的一聲瓶蓋飛出,瓶口出現(xiàn)白霧,這是因?yàn)槠績?nèi)氣體對(duì)外做功內(nèi)能減小,溫度降低,水蒸氣發(fā)生液化,這一演示實(shí)驗(yàn)比課本上介紹的實(shí)驗(yàn)易做多了,這堂課也會(huì)因這一實(shí)驗(yàn)變得精彩。
凳子,我們坐凳子時(shí),人與凳子的接觸面積大,壓強(qiáng)小,凳子四只腳增大支撐面積,增大穩(wěn)定性,當(dāng)我們將凳子慢慢舉起過程中,人對(duì)凳子做了功,而舉著凳子不動(dòng),或在教室內(nèi)走動(dòng),人對(duì)凳子沒做功,走動(dòng)時(shí),凳子相對(duì)于人是靜止的,相對(duì)于地面是運(yùn)動(dòng)的,這就是運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。
課桌,課桌擺在學(xué)生的面前,述說著它的貢獻(xiàn),請(qǐng)學(xué)生捏緊拳頭敲打桌子,親自體驗(yàn)力的作用是相互的,在桌面上放一些紙屑,用力敲打桌面,紙屑跳舞說明發(fā)音體在振動(dòng),用大小不同的力敲桌面,理解響度與振幅的關(guān)系,用手推桌子,推而不動(dòng),勞而無功,沒推動(dòng)時(shí),手對(duì)桌子的推力與桌子受到的摩擦力是一對(duì)平衡力,無論是推動(dòng)了還是沒推動(dòng),重力對(duì)桌子都沒有做功。
教室內(nèi)的白熾燈(城市學(xué)校換上了節(jié)能燈)受到的重力和電線對(duì)它的拉力是一對(duì)平衡力,燈對(duì)電線的拉力和電線對(duì)燈的拉力是一對(duì)相互作用力,同學(xué)們可以把“二力平衡”和一對(duì)“相互作用力”擺在眼前,二力平衡好像中考年年考,教室里的各個(gè)燈泡是并聯(lián),燈絲用鎢做是因?yàn)樗娜埸c(diǎn)高,燈絲在使用過程中逐漸變小,是發(fā)生升華,玻璃變黑,是鎢蒸汽發(fā)生凝華。
同學(xué)們抬頭還可以看到電扇,工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)為機(jī)械能,學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)之后,我們可以推測到電風(fēng)扇的圓盤內(nèi)肯定有線圈和磁場,只要我們稍為動(dòng)手,電扇還可以變?yōu)榘l(fā)電機(jī),使用一段時(shí)間后的電扇上總有一些灰塵,這是因?yàn)槟Σ疗痣?,帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì),扇風(fēng)時(shí)覺得涼爽是因?yàn)榧涌炝丝諝饬鲃?dòng),加快了蒸發(fā),蒸發(fā)要吸熱,有降溫制冷作用。
剛貼上墻的功課表易撕下來,而干了不好撕下來,是因?yàn)楣腆w分子間的作用力比液體大。我們?cè)谟媚z帶把紙貼在墻上時(shí),會(huì)用力按膠帶,這是因?yàn)榉肿娱g的作用力與分子間的距離有關(guān),墻上的紅底黃字是因?yàn)椴煌该黧w的顏色是由它反射的色光決定,紅底反射紅光,黃字反射黃光,而吸收其他色光,坐在不同位置的學(xué)生都可以看清黑板是因?yàn)楹诎灏l(fā)生漫反射,而用久了的黑板會(huì)發(fā)生鏡面反射。
黑板擦的毛粗糙是為了增大摩擦,而擦黑板是滑動(dòng)摩擦,用不同的力擦黑板體會(huì)滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系,寫粉筆是滑動(dòng)摩擦,用轉(zhuǎn)筆刀屑鉛筆是滑動(dòng)摩擦,用手指按圓珠筆兩端,體會(huì)壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,教室窗戶的玻璃到了晚上就成了平面鏡,秋天晚上,玻璃上有小水珠是液化現(xiàn)象,而冬天早上可以看到玻璃上有冰花是凝華現(xiàn)象,透過玻璃看外面的樹枝擺動(dòng),是力既可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又可以改變物體的形狀,而透過玻璃看外面的是光的折射現(xiàn)象。
走出教室,隨便撿起一個(gè)小石頭,找一段繩子做成一個(gè)單擺,探究擺速與擺長、擺角的關(guān)系,嘗若愿多撿起一個(gè)石子,還可以探究擺速與擺重的關(guān)系,從而可以調(diào)節(jié)家里走得不準(zhǔn)的擺鐘。撿一塊磚頭,可以講壓力與受力面積的關(guān)系。走進(jìn)廚房,聞到菜香,是擴(kuò)散現(xiàn)象,說明分子永不停歇地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),菜快起鍋時(shí)放鹽,菜馬上變咸,而腌蛋時(shí),要很長時(shí)間蛋才變咸,是因?yàn)闇囟仍礁叻肿舆\(yùn)動(dòng)越激烈。我們用溫水洗碗,是因?yàn)闇厮臏囟缺扔臀鄣娜埸c(diǎn)高,走到田野,我們看到鴨掌和雞爪不同,鴨掌寬,適合在淤泥里行走,雞爪堅(jiān)硬,適合刨地里的蟲子。
農(nóng)村的孩子愛勞動(dòng),斧頭重、質(zhì)量大、慣性大,適合劈柴。鐮刀輕,并且有齒,適合割稻子。俗語說:“你不磨刀,刀會(huì)磨你?!北鈸?dān)扁,可以減小壓強(qiáng),很多勞動(dòng)工具都蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)。
某日我講擴(kuò)散現(xiàn)象,有意在身上灑了一些香水,多媒體播放《香水有毒》;老師講課坐在前面和后面的同學(xué)聽到的音調(diào)與音色相同,而響度不同;門牙薄適于切斷食物,而磨牙寬而不平,適于把食物磨碎;手指有指紋是為了增大摩擦,腳掌寬是為了減少壓強(qiáng)。
作為一位農(nóng)村物理老師,我非常注重利用教室里的物體詮釋物理知識(shí),總之,一花一葉,一草一木都是上天賜予我們的教具,真是,天涯何處無芳草,何必只往儀器室跑,教室里的物體,只要我們利用得當(dāng),常能起到意想不到的效果。