第九届物理科学方法会议名师论坛《物理魔术STEM课程简介》课件 (共35张PPT)
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物理中的魔术作者:于能武薛梅来源:《理科考试研究·初中》2015年第03期什么叫魔术:魔术是自然科学的一个分支,它较多的借助物理,化学原理和机械装置来表演各种物体,动物或水火等迅速增减隐现的技术.魔术是以随机应变为核心的一种表演艺术,是制造奇迹与极限的艺术.是一门集知识性,科学性,趣味性于一体的艺术门类.它同时依据科学的原理,运用特制的道具,巧妙综合视觉传达,心理学,化学,数学,光学及形体表演等不同科学领域的高智慧表演艺术.抓住人们好奇求知心理的特点,制作出种种让人不可思议,变幻莫测的假象,使人们难以识破其中奥秘,从而达到以假乱真的艺术效果.魔术是视觉艺术,不受语言限制,不受观众性别,国籍,民族和文化水平高低的限制.因此,是观众喜闻乐见的艺术,也是世界成千上万颗心灵沟通的桥梁.为此对魔术的传承有着十分重要的价值和极其深远的意义.下面通过几例看一下物理中的魔术:“点不着的纸锅”、“烧不着的手帕”、“手伸进油锅”、“魔术箱”、“空手吸盆”.例1 如图1所示,某实验小组把盛有水的纸盒放在火焰上烧,做“纸锅烧水”实验,则下列有关说法中错误的是A.纸锅里的水未加热前,水是不会发生汽化现象的B.纸锅里的水上方冒出“白气”实际是水蒸气遇冷液化而成的小水珠C.水烧开了纸盒仍不会烧着,这是因为纸的着火点较高,高于水的沸点且水沸腾时需要吸收大量的热D.纸锅里的水加热到沸腾后温度将保持不变,若撤去酒精灯火焰,则水将不会沸腾分析(1)汽化包括蒸发和沸腾两种方式,蒸发在任何温度下都会发生;(2)物质由气态变为液态的过程叫液化;(3)物体燃烧的条件是达到着火点;(4)沸腾的条件是:达到沸点,吸收热量.解答 A.纸锅里水的未加热前,虽然不能沸腾,但会蒸发,所以水会发生汽化现象.此选项错误;B.纸锅里的水上方冒出“白气”,实际是水蒸气遇冷液化而成的小水珠.此选项正确;C.纸锅中盛着水,水在一个标准大气压下最高温度是100 ℃,纸锅受水的影响,不会超过100 ℃,没有达到纸的着火点,所以纸锅不会燃烧.此选项正确;D.纸锅里的水加热到沸腾后温度将保持不变,若撤去酒精灯火焰,则水将停止沸腾.此选项正确.故选A.点评此题考查物态变化现象及发生的条件和特点,属于热现象基本规律的应用,难度不大.例2 用一块棉布手帕浸泡在盛有质量分数为70%酒精的溶液中,待均匀湿透后取出,将浸透的手帕舒展开,用镊子夹住两角,用火点燃,如图2所示,当手帕上的火焰熄灭后,手帕完好无损,对于这一现象,下面解释正确的是A.这是魔术,你所看到的是一种假象B.火焰的温度低于棉布的着火点C.手帕上的水汽化吸热,使手帕的温度低于棉布的着火点D.酒精燃烧后使棉布的着火点升高分析燃烧的条件是:(1)物质具有可燃性.(2)可燃物与氧气接触.(3)温度达到可燃物的着火点.三个条件必须同时具备,缺一不可.解答 A.不是魔术,是一种科学实验.不合题意.B.火焰的温度不一定低于棉布的着火点.不合题意.C.水和酒精蒸发吸热使手帕温度低于棉布的着火点.符合题意.D.棉布的着火点不能改变.不合题意.故选C.点评解答本题要理解可燃物的着火点一般情况下不能改变.例3 魔术师把手伸进一锅沸腾的“油”,1分钟,2分钟…再把手拿出来——没事,对这一现象的分析正确的是A.魔术师有特异功能B.是因为“油”的沸点低C.“油”在沸腾时的温度不断升高D.是因为手上沾有有水吸收了“油”中的热分析题干中的“油”是带引号的,说明不是普通的油,不同的液体沸点是不同的,而且液体沸腾时的温度是不再升高的;魔术师的手放在沸腾的“油”中,手不会烫伤,说明这种“油”的沸点比较低.解答 A.魔术都是假的,魔术师是没有特异功能的,所以A错;B.魔术表演用的“油”不是我们常见的油,它的沸点比较低,而油沸腾后温度保持沸点但不变,所以不能对手造成伤害,B正确;C. “油”在沸腾时虽然吸收热量,但温度是不变的,所以C错;D.手上沾有水,进入沸腾的“油”中,“油”会阻断水的汽化,水不会从油中吸收很多的热量,若是普通的油,沸点比较高,依然会将手烫伤,所以D是错误的.故选B.点评液体沸腾条件:一是达到沸点,二是需要继续吸热,但沸腾时温度不再改变;魔术师没有特异功能,只要我们善于思考,就能用科学知识解释一些魔术中的现象.例4 如图3所示魔术箱内有一个平面镜,从P处放入一物,箱中不见物体;换从Q处放入,箱中却见两个物体,在图3中作出平面镜及物AB在魔箱中所成的像.分析(1)从P处放入一物,箱中见不到该物体,说明物体在镜子的背面;(2)从Q处放入,实物经平面镜成像,因此会看到实物和经镜面成的像,出现两个物体.解答根据题意,镜子的反射面应该朝向Q点,根据平面镜成像的特点,分别作出A和B 的对称点,连接两个像点就可画得到AB的像,如图4所示.点评平面镜成的像是虚像,只能从与物体同侧的镜面才能看到,平面镜成像作图关键是作出对称点.此题比较新颖,将物理知识与魔术相结合,能够激发学生的学习兴趣.从科学的角度分析,魔术表演很大程度上都是依靠“反物理”的现象来达到使观众惊奇的效果.而课堂教学中如何运用魔术表演来提高教学效果,需要每位教师在精研物理之后,才能以独特的方式来达到令人拍案惊奇、牢记不忘的效果.。