课题研究魔术中的物理知识论文

发布网友发布时间：2022-04-26 16:43

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热心网友时间：2023-04-29 03:59

1 钢针穿透玻璃（压强与动能的关系）首先把一块完好无损的玻璃架在空中，然后表演者要设法让一根细小的钢针穿过玻璃。一些人认为，钢铁的硬度比玻璃大得多，因为玻璃经不起敲打，失手一掉就碎，而钢铁却是坚韧无比。如果用铁棒大力敲击普通玻璃，发现要弄碎玻璃并不是难事，但不要以为用钢针击穿玻璃轻而易举。其实，玻璃的硬度比钢铁大，若用钢铁在玻璃上刻划，便会发现玻璃上并无残留钢铁的“杰作”，相反，玻璃却可以在钢铁上任意留下痕迹。这就足一证明铁并不比玻璃硬。倘若要问铁为何会轻易击碎玻璃，这就要归结与玻璃本身的质地了。玻璃硬而脆，受到强力冲击容易支离破碎，这就解释了为何玻璃比铁硬却容易被铁敲碎。铁用力击打玻璃，需要制造足够冲力才能把它击碎，这便要求铁本身要具有一定的质量，但魔术中使用的只是小小的一根钢针。显然，单纯地凭借钢针自身的质量来击穿玻璃是行不通的。这时，需要两个简单的知识来解决。首先是压强与受力面积的问题。在初中时候，我们都学过，相同的压力下，物体受力面积越小，作用效果越大。这就是为什么人们在制作图钉时，要把用手按的那一头做得又平又大而不是为节约工本减小它的面积。此魔术的通理也正是如此。通过钢针的针尖，使玻璃相对容易刺穿。但玻璃要比墙和木头硬多了，并不是像按图钉一样用手的力量就可解决问题。这便引出另一个知识——动能与速度的关系。动能的大小与物体的质量和运动速度有关，在这里，细小的钢针显然不能通过质量来提高动能。所以，钢针的速度就是魔术成功的关键。运动速度越大，撞击物体时产生的能量就越大。曾经发生过高速运行的飞机被空中的飞鸟击穿的事故。小鸟能穿过飞机的钢板，可想而知，当时的力量是多么惊人。谁都知道，如果地球被小行星撞上的话，后果将会如何。1994年，科学家拍摄到了一颗直径约50千米的小行星与木星“亲密接触”的相片，在木星上发生了巨大的爆炸，覆盖面甚至比整个地球还大，要不是木星体积够庞大，恐怕如今太阳系也只有“八大行星”了。小行星能产生如此惊人的力量，也是由于它受到引力作用，撞击时拥有足够的速度。用针刺穿玻璃需要上述两个条件同时具备，既要保证镇竖直与玻璃接触，又要达到一定的速度，这纯粹就看表演者的技术了。 2 听话的喷泉（电荷的相互作用）我们首先必须模拟一个情景，再分析其本质。一个小魔术师让助手搬来一个非常漂亮的盆景，有假山、水池、亭台、楼阁，把整个景致点缀得生机盎然，而从假山中喷出的一股引人注目的泉水。魔术师从桌上拿起一根玻璃棒并对观众说：“这盆景里的喷泉能听懂我的话。”说完他便开始用玻璃棒指挥起喷泉来，然而他的玻璃棒无论指向左或向右，喷泉毫无反应，以至玻璃棒被水喷得直淌水，还是不起作用。就连台下的观众都以为魔术师的指挥棒失灵了。然而魔术师丝毫不着急，他用一块绸布擦干玻璃棒上的水珠，又使劲地擦了几下，就把玻璃棒在喷泉左面晃动几下，只见喷泉微微向右偏倒，再把玻璃棒在喷泉右面晃动，喷泉又微微向左偏倒。这便是所模拟的情景，那么为什么喷泉会听从指挥呢？首先，我们要注意，魔术师擦玻璃棒这个动作，绸布与玻璃棒摩擦会使玻璃棒失电子而带正电，而在盆景中喷出的水珠也是带正电的，根据电荷同性相斥的原理，当玻璃棒靠近泉水时，喷泉会向相反的方向偏离，起到“指挥”的作用。另外魔术师之所以从一开始表演就不成功，让玻璃棒被喷满水，这完全是为了掩饰后面拿绸布擦干玻璃棒后使劲摩擦使其带正电荷这个动作。 3 点不着的棉布（物体的热传递性）这个魔术，只需一枚硬币，一块棉布。用一块棉布裹一枚硬币，绷紧一点。这时，你把一支点着的香烟绑在棉布上，直到香烟熄灭为止，你会惊奇地发现，不但布没有烧着，就连变焦了也不会，仅仅留下了一块烟斑。难道棉布有魔力？其实不是，实验证明，金属比棉布导热快，在烟火接触棉布时，热量立即被硬币吸收，不能是棉布达到燃烧的最低温度，即着火点。因此，布并不会烧着。这是利用了热的传递性知识。热的传递性知识的运用在生活中也不少,如煮饭的锅等都是用热的传递性较好的金属. 4 有魔力的箱（重力与重心）下面介绍的魔术叫有魔力的箱。只见表演者那出了一个黑色的箱子，四周封闭，显得有些神秘。表演者把箱子小心翼翼地放在桌上，用魔术棒渐渐地把箱子推向桌边，奇怪的一幕出现了，当箱子被魔术棒推至桌边，箱子并不掉下，而且显得很平稳。为了能信服群众，表演者特意把箱子拿起来，让人们检验，确保桌面并没有什么特别。观众对此赞叹称奇。难道真的是箱子存在着魔力，或者表演者有一种特异功能。从科学的角度上看，显然不是。其实箱子暗藏玄机。首先，箱子是经过处理的，在箱底做一个夹层，靠一头安置了一件重东西，可以是铅块，也可以是铁块，这样，箱子就被赋予了魔力。我们知道，任何物体都有一个重心，即物体各部分所受重力产生的合力点。一个密度均匀的长方体箱子，重心落在箱子的中心上，一旦重心没落在桌面上，箱子就会掉下去，但是，铅（铁）块放在箱角以后，情况就不同了：放上去的重物，会使重心移到了靠重物的一边，必然使箱子重心正好落在桌面上，箱子是必然不会掉下去的。通过这个魔术我们知道了重心的重要,它关系着物体的平稳性,在设计建筑物上如果不小心的处理重心问题会使建筑物倒塌,造成可怕的后果. [探究结果]从这些魔术中我们轻松愉快地学到了很多物理知识，如磁性、物体的导热性、物体重心的位置、速度与动能的关系······魔术看似复杂，深不可测，然而其本质却是简单的。如果你发现不了其中蕴含的知识，打开奥秘之门，那你就无法拨开它神奇的棉纱。但只要在生活上细心观察，认真思考，放飞想象的翅膀你也可以表演一个属于自己的魔术。魔术中有许多精彩的表演,这都是魔术师们精心设计的,运用了许多物理知识.但这些知识都是生活中极其细微的道理,像钢针穿透玻璃, 听话的喷泉等，这些都需要我们在生活中学习,在实验中探究,这样才会学到更多知识,了解更多的道理。在收集资料的过程中，大家分工合作，找到了许多以前没有见识的魔术。在探讨的过程中，不仅增强了我们的分析能力，还让我们深切体会到魔术的奇妙；世界的无奇不有和物理知识的广泛应用。研究之前看起来深不可测的魔术，经大家思考后，都迎刃而解，我们也获得了比别人更多的魔术知识。通过这次探究我们学会了在生活中找问题,解决问题.同时我们也学到了不少物理知识,知道了他们的实际应用,开阔了我们的视野.我们也学会了怎样去收集资料,整理资料,边学习边思考得出结论.在动手实践中获益不少,了解了课本以外的知识,以及知识在生活中的运用。更可贵得是，我们在一起探究学习的过程中，不仅仅学到知识，更锻炼了我们的动手和动脑能力，体会到集体的重要。对我们今后的学习和生活都是受益匪浅。

热心网友时间：2023-04-29 03:59

瓶中跳币
小魔术师拿出一个瓶子交代一遍,是空的.他在瓶口上涂了一点油,再
从衣袋里取出一枚五分硬币盖在瓶口上面,将瓶子放到酒精灯上烘热,放回
桌上.他自己两手用力搓了一会儿,再放到水上烘了一下,突然两手把瓶子
捧住,那瓶口上的硬币好像被什么东西弹了一下似的,竟从瓶口上跳了起来
,"当"的一声掉在桌子上.
秘密实际上是"热胀冷缩"现象.瓶子里的空气受热会膨胀.表演时,
瓶子烘热了,手也暖了,捧住瓶子时手上的热量能够使瓶中空气的温度升高,
体积膨胀,就向瓶口排挤出来,把硬币冲得跳起来了.
小魔术师又表演了一个和"瓶中跳币"差不多的魔术,更有趣.他先把
玻璃酒瓶盛满清水,对大家说:
"这个玻璃瓶有弹性,可以捏扁,能把瓶中的水挤得喷出来,就像橡皮
瓶一样."
小魔术师用木棍在瓶身上敲几下,发出"当当"的声音,证明瓶子是玻
璃的.然后放下木棍,又手合拢使劲搓了一会儿,再将瓶身抱住,做出用力
捏瓶的样子.奇怪,随着他用力捏瓶,瓶口向上喷出水来了.
秘密这个魔术也是根据物体受热膨胀的原理来设计的.要演好这个魔
术,必须使瓶中的水盛满,盖紧瓶盖,并在瓶盖上钻一个小孔.双手搓热(最
好烘热)后,紧抱瓶身,瓶中的水受热膨胀后,便会从瓶盖上的小孔中冒出
来.
火烧手绢
表演者让助手用火柴将手绢点燃，并向空中扔去。同时把电灯关掉，这时手绢在空中燃烧着。待火灭后，拉开电灯，见手绢却完好如初，没有被烧坏。
解释
表演前先把手绢用水浸湿，握在手中，再放到酒精中蘸些酒精。酒精见火即燃烧起来，故烧的不是手绢，而是酒精。
有孔纸片托水
大家知道，凡是有孔的东西，都是会漏水的。可是，现在你将看到一张满纸都是小孔的薄纸片，居然能托起一斤重，甚至两斤重的水，而滴水不漏。
1．器材
大空瓶一个，用大针穿许多小孔的纸片一张，有色水一大杯。
2．表演过程
在大空瓶内盛满有色水；把有孔纸片盖住瓶口，并用手压着纸片，将瓶倒转，使瓶口朝下，如图，然后将手轻轻移开。纸片纹丝不动地盖住瓶口，而且水也未从孔中流出来。
表演时要注意，瓶子用小口瓶（如用大口瓶时、纸片要用硬一些的），瓶内装水越满效果越好。倒转瓶口后，手要慢慢地轻轻地移开，以免纸未盖平而漏水，甚至使水倒出来。
3．解释
薄纸片能托起瓶中的水，是因为大气压强作用于纸片上，产生了向上的托力。小孔不会漏出水来，是因为水有表面张力，水在纸的表面形成水的薄膜，使水不会漏出来。这如同布做的雨伞，布虽然有很多小孔，仍然不会漏雨一样。
钻袖筒
拿着摩擦过半分钟的乒乓球，松手使球自由下落。你将会看到球没有竖直下落，而是走了一条弧线，甚至还能钻到你的袖筒里去呢。
球跟手走
把经过双手摩擦的乒乓球放在光滑的桌面上，用手靠近它，瞧！乒乓球向着手的方向滚过来了。手若移动，它也会跟着移动。
火柴直立
拿摩擦过的乒乓球去接触桌面上的一根火柴棍，慢慢提起，火柴棍就随着抬起了头，甚至还能直立起来呢。
不掉的球
把乒乓球多摩擦一会儿，约1分钟，再把球放在手心里托住，然后慢慢动手，使手心朝下。多有意思，乒乓球只在掌心轻微滚动，而不往下掉。
说明：以上实验是因为手套和乒乓球摩擦后，两者都带上了电，所以它们之间能互相吸引，同时也能吸引轻小物体。
吹掉帽子
这是一个在欧美流行的老魔术。
(1)布置
在实验桌上竖直横放一穿衣镜（60cm×80cm）。
(2)准备
每次一个学生进入室内，站在镜前，用脸贴着一端镜面观看。教师走到镜的另一端，命令学生闭上双眼，随即戴一顶帽子，把脸和身子都靠近镜的竖直边，且使脸部的一半（不多不少！）在镜前，一半在镜后。然后叫学生睁开眼睛，从镜里看着他。
(3)表演
教师对学生说：“请看，我把双臂平伸起来了，请你对着我头上的帽子吹一口气。”
学生吹气后，会看到教师头上的帽子腾空而起，然后又落到头上。
(4)奥秘
表演巧妙地利用了平面镜成象时物象对称的特点，学生从镜中看到的教师，一半是实体，一半是其象。教师实际上只伸直一只手臂，而学生却看到两臂平伸。学生吹气后，教师用镜后的一只手把帽子举起，由于学生脸贴在镜上，这个动作她是看不见的，只看见帽子被她吹得腾空而起。
蛋中看鸡雏
你可以利用影子的特性，向你的同伴表演一个有趣的玩意儿。拿一张浸过油的纸，把它粘在一张硬纸板中间的方孔上，就装配成一个油纸幕。幕的后面放两盏灯；请你的观众在幕的前面观看。现在，把一盏灯点起，譬如把左面的一盏灯点起。
在点起了的灯跟纸幕之间，加进一个椭圆形的硬纸片，于是幕上就现出了一个鸡蛋的影像（这时右面一盏灯还没有点燃）。现在你可以向你的观众说，就要开动X射线透视机了，就可以透视到鸡蛋的内部……看到鸡雏了！果然，一下子你的观众就会看到那鸡蛋边上仿佛比较明亮，中心部分却暗了下去，清楚地看到了一只鸡雏的影像（图84）。
其实这出魔术没有多大奥妙，说穿了很简单：在你右面那盏灯的前面，放着一个鸡雏形的硬纸片。把这盏灯点亮以后，幕上那椭圆形的影子上，又有右面的灯射来的一个“鸡雏”的影子，而鸡雏影子四周受到右面灯光的照射，因此，“鸡蛋”的边上要比它的*部分明亮。你的观众呢，他们是坐在幕的前面的，并没有看到你的动作，因此——假如他们不懂物理学和解剖学的话——很可能就给你骗了，以为你果真让X射线透过了鸡蛋。