初二【物理(北京版)】跨学科实践活动指导(1)——科技小魔术教学设计x

时间：2020-11-19 20:43:29　来源：勤学考试网本文已影响人

课程基本信息

课例编号

学科

物理

年级

学期

第一学期

课题

跨学科实践活动指导（1）——科技小魔术

教科书

书名：义务教育教科书《物理》八年级（全一册）

出版社：北京师范大学出版社出版日期：2014年7月

教学人员

姓名

单位

授课教师

指导教师

教学目标

教学目标：

（一）知识与技能

1.通过观察科技小魔术，了解相关的科学知识；

2.学习运用所学知识制作简单的科技小魔术道具；

3.初步掌握科学小魔术的表演技法。

（二）过程与方法

1.通过动手实践，学习使用简单工具制作件的科技小魔术道具；

2.在动手实践中，掌握制作魔术道具的制作方法和设计技巧；

3.学习用假动作转移观众的注意力，增强魔术的神秘感。

（三）情感、态度价值观

1.通过科技小魔术的道具制作、揭秘，帮助学生运用科学观念和科学思维认识周围的世界，树立正确的世界观和科学观；

2.通科技小魔术的表演激发学生学科学、用科学、爱科学的热情；

3.通过表演科技小魔术引导学生学会与人沟通交流，养成良好的表达习惯。

教学重点：指导设计制作科技魔术道具

教学难点：指导练习表演科技小魔术

教学过程

时间

教学环节

主要师生活动

新课引入

同学们好，欢迎来到北京市中小学空中课堂，我是北京教育学院附属丰台实验学校的鲍建中老师。今天我们将一起学习一节跨学科实践活动指导课--科技小魔术。

说到魔术同学们并不陌生，我们经常在一些综艺现场和节目中看到过魔术表演。魔术师们的表演常常会打破人们的常规思维，变出出人意料，不可思议的现象，最大限度挑逗着人们的好奇心，深深的吸引着我们。难道魔术师真的具有神奇的魔力，能将不可能变成可能吗？其实魔术本身也是科学，只不过魔术师只让我们看到了神奇的现象，把一些利用科学规律设计的关键结构隐藏起来了而已。学习了本节课，你也可以变为一个具有强大魔力的魔术师，把不可能变为可能，让我们的科学更具魅力！

一、反重力筷子

师：首先请大家观看第一个小魔术：反重力筷子

师：一双筷子攥在手中，它受几个力作用？对有重力还有手对它的摩擦力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，是一对平衡力，所以现在筷子处于平衡状态。这时，如果一松手筷子将会怎样运动？对！它会在重力作用下向下运动，掉下来！如果要使它向上运动应该怎么办呢？向上托，嗯，可以使它向上运动！物体能不能把他吸引上去呢？我们试试看……，小瓶子把筷子吸引上去了！再换个物体，小木棍也把它吸引上去了！这是真的吗？老师还可以不借用其它物体，靠意念让筷子向上走，你相信吗？老师现在开始发功了！大家看筷子向上走了！难道老师真的有特异功能吗？

根据我们学过的力学知识可以知道，筷子由静止向上运动，运动状态的改变了，说明它受到了非平衡力作用，并且所受合力方向向上，是谁对它施加了向上的力呢？

大家请看……，原来在筷子底部固定了一根橡皮筋，筷子背压下去后，橡皮筋被拉伸，对筷子施加了向上的拉力，当松手时摩擦力减小，橡皮筋的弹力大于重力和摩擦力的合力，筷子便向上运动了！你明白了吗？

通过这个小魔术我们可知道，物体的运动状态改变，必定受到了力的作用，所以我们可以通过运动状态的变化，来分析判断物体的受力情况！

二、隔空捏气球

师：橡皮筋产生的弹力作用在筷子上，可以改变筷子的运动状态，当一个空瓶遇到一只气球，又会发生什么其妙的现象呢？请你也找一个塑料瓶和一只气球，随我一起来做一做吧！

将气球放入空瓶中，再将气球口向外翻套在瓶口上，你准备好了吗？好，现在我们一起向气球中吹气，大家看，我的气球吹起来了！你的吹起来了吗？奇怪，气球明明开着口，可它怎么没有变瘪？现在我要隔着塑料瓶将气球捏瘪，你相信吗？请瞪大眼睛注意观察，气球有什么变化，对，随着我的手不断地去捏，气球慢慢变小了！这是怎么回事呢？

请大家带着这个问题，再来观察一个现象。取出气球，向塑料瓶中注满水，再盖上一个带有小孔的瓶盖，瓶中的水就像被驯服一样变得特别听话！请注意观察，让水流便会流，让它停止，水便不再流动。这又是怎么回事呢？

我们一起来看一下魔术揭秘。

其实这些现象的发生都取决于塑料瓶侧壁底部的一个小孔，当向套在瓶口上气球中吹气时，随着气球体积的增大，将瓶中的空气通过小孔排出去，如果没有小孔瓶中的气压会增大，压迫在气球表面，气球无法被吹大。当气球被吹起后，用手指堵住堵住小孔，气球内的气压大于气球外的气压，所以气球既使开着口，气球也不会变瘪，表演时，我们只需要悄悄松开手指，让气体从小孔进入瓶中，气球便会自己辨别，捏气球的动作只是为了迷惑观众的假动作。同样道理，在瓶中装入水时，用手指堵住瓶底处的小孔，倒置后，外界大气通过瓶盖处小孔压住瓶中的水，大气托住了瓶中的水，水不会流出，当松开瓶底处的小孔时，外界大气也压在了瓶中水的上表面，在重力作用下，水便通过瓶盖上的小孔流了出来，你明白隔空捏气球的道理了吗？

在这两个小魔术中都是利用了大气压，大气产生的压力我们看不到，但大气作用在物体上以后产生的效果，我们是可以观察到的，我们便可以根据大气压产生的现象，研究分析大气压的相关规律，我们也可以利用这些规律设计许多有趣的小魔术，请大家一起做一做，试试看你还能设计出哪些有趣的有关大气压的小魔术！

三、直绳提瓶

前面我们利用橡皮筋的弹力和大气压力，设计了两个小魔术，请同学们观察下面的魔术，又利用什么知识呢？

大家看，这是一个直绳，绳上既没有打结、也没有系任何物体，现在将绳子插入一个小瓷瓶中，再提起来，绳子便会直接被提出，当再次把绳子插入瓶中后，再把瓷瓶倒置一下，见证奇迹的时候到了，松开瓷瓶，这是直绳居然提住了瓷瓶，即使提住绳子摆动一下瓷瓶，也不会掉下来！难道瓷瓶倒置后给绳子增添了魔力不成！

要想发现其中的秘密，还需要知道瓶中的奥秘，我们来看瓶中藏了什么，将瓶子中的物体取出，原来里面放了一个小球，将瓶倒置后，由于瓶口有绳子，小球便会被卡在瓶口处，增大了绳子与瓶壁之间的压力，从而增大了摩擦力，在摩擦力作用下就将小瓷瓶提起了！

生活中通过增大压力来增大物体之间的摩擦力的应用非常多，如楔形门档、自行车闸、磨刀等。

如果不倒置小瓷瓶，用直绳还能提起小瓷瓶吗？请看下面的表演。

我们先来晃动一下小瓷瓶检查瓷瓶中有没有放小球，没有听到声音，瓶中没有有放小球，再将一根与原来一样的直绳插入瓶中，再提起，照样能够被提出瓶口，并没有提起瓷瓶，然后我们一起念动咒语“让科学赐予我力量！”，见证奇迹的时刻到了，请大家注意看，再次提起直绳时，我们看到瓷瓶被提了起来！在摆动一下瓷瓶也不会掉下来！咒语真的那么管用吗?

我们还是先来看一下瓶中有什么吧，原来瓶中这次放的是一个泡沫小球，可是没有倒置瓶子泡沫球又怎么被卡在瓶口的呢？我们将绳子靠近泡沫小球，我们看到小球被吸引，说明绳子和泡沫球中有磁铁，在磁铁磁力的作用下，将泡沫球提起卡在瓶口，在摩擦力作用下将瓷瓶提起了！

利用科学知识我们可设计出许多魔术，为了使魔术更具神秘性，我们需要不断创新设计方法，尽量隐藏、改进容易被观众发现的道具的关键部位。请同学们也来改进一下你自己的魔术道具吧！

四、意念旋转

在魔术表演中，经常会有魔术师利用 “意念”使物体产生许多出人意料的动作，我们能做到吗？请看下面的表演。

这是一支神奇的笔，将一个小转轮放在笔尖上顶住，再次念动咒语“科学赐予我力量”，大家一起发功，让小转轮转动起来，大家看奇迹发生了，小转轮转动起来了！，大家可以收功了，看转轮也慢慢停止了转动！

想要知道其中的奥秘，我们先来观察下面一个小魔术，在木棒的一端，用图钉安装了可以转动的纸轮，木棒上刻了一些齿牙，然后用另一根木棍在齿牙上滑动，你观察到什么现象？对，纸轮转动起来了！这是由于木棍振动使纸轮产生了转动，大家再来看，木棍接触到这样一个木板时，纸轮也快速准动起来，说明木板在振动。木板是怎么振动的呢？我们观察到模板的另一侧安装一个带有偏心轮的电动机，通电后电动机带动木板振动起来，从而使木棍振动带动纸轮振动。

现在你猜到笔中有什么奥秘吗？对，在笔中也安装了一个偏心轮，在大家发功时，我悄悄按动了笔尾的开关，使笔振动起来，带动了纸轮的转动。你清楚其中的奥秘了吗？

通过这几个小魔术没我们发现，振动可以使扇叶转动起来，当然我们也可以根据扇叶的状态判断其它物体是否振动。我们还可以利用偏心轮的转动使物体振动起来。其时偏心轮我们天天都在用，因为手机中就装有偏心轮，来电时，电动机带动偏心轮转动使手机振动起来，实现手机的振动功能。

小结

同学们，今天我们分别利用弹力、大气压、摩擦力和振动设计了几个科技魔术小道具，了解了科学知识在魔术中的应用，感受了科学现象的神奇魅力！俗话说，一个好的魔术三分的道具七分的表演，希望同学们认真学习刻苦训练，做一个科学知识的传播者！祝同学们学习愉快！