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斜塔上的實驗范文1
1173年8月9日開始建造時的設計是垂直豎立的,原設計為8層,高54.8米。
但是1185年,當鐘樓興建到第4層時發現由于地基不均勻和土層松軟,導致鐘樓已經傾斜偏向東南方。
1231年,工程繼續,第一次有記載鐘樓使用了大理石。建造者采取各種措施修正傾斜,刻意將鐘樓上層搭建成反方向的傾斜。
1292年,喬凡尼?皮沙諾用鉛垂線測量了鐘樓的傾斜度。
1360年,在停滯了一個世紀后鐘樓向完工開始最后一個沖刺,并作了最后一次重要的修正。1372年擺放鐘的頂層完工。54米高的8層鐘樓共有7口鐘,但是由于鐘樓時刻都有倒塌的危險而沒有撞響過。
關于比薩斜塔為什么是傾斜的,小朋友,跟隨我們一塊來揭開謎底――斜塔的成因
比薩斜塔為什么會傾斜,專家們曾為此爭論不休。人們在兩種論調中徘徊,比薩斜塔究竟是建造過程中無法預料和避免的地面下沉累積效應的結果,還是建筑師有意而為之。進入20世紀,隨著對比薩斜塔越來越精確的測量,使用各種先進設備對地基土層進行的深入勘測,以及對歷史檔案的研究,一些事實逐漸浮出水面:比薩斜塔在最初的設計中本應是垂直的建筑,但是在建造初期就開始偏離了正確位置。
比薩斜塔傾斜,是由于它地基下面土層的特殊性造成的。比薩斜塔下有好幾層不同材質的土層,各種軟質粉土的沉淀物和非常軟的粘土相間形成,而在深約一米的地方則是地下水層。這是在對地基土層成分進行觀測后得出的結論。
關于比薩斜塔為什么是傾斜的,小朋友,跟隨我們一塊來揭開謎底――斜塔的數據
比薩斜塔從地基到塔頂高58.36米,從地面到塔頂高55米,鐘樓墻體在地面上的寬度是4.0g米,在塔頂寬2.48米,總重約14453噸,重心在地基上方22.6米處。圓形地基面積為285平方米,對地面的平均壓強為497千帕。目前的傾斜約10%,即5.5度,偏離地基外沿2.3米,頂層突出4.5米。
斜塔上的實驗范文2
1 關于認知層次的解釋
學習就是產生對事物的認識,而認識事物有感性的與理性的之分,“靠感性而感知的東西不能夠很好地掌握,而只有靠理性理解的東西才能夠真正地掌握”,這是人們對學習過程的普遍認識,是熟知的教學經驗和道理。但是,德國哲學家康德將這一認知進行了細化,他將理性又細分為理論理性和純粹理性,其中理論理性又被稱為知性,而純粹理性被稱為理性[1]。這樣,人們對事物的認知就形成了3個不同的層次,即:感性認知、知性認知、理性認知。其中,感性的要求最低,理性的要求最高。感性認知需要具有感覺事物的能力,人都有眼、耳、鼻、舌、身5個感官,所以都具有感性認知的能力。知性認知需要具有獲取知識的能力,這種能力不是與生俱來的,多為在教師的指導下逐漸培養和訓練出來。而理性認知需要產生理念的能力,這種能力有先驗的成分,但更多的是通過不斷學習和反思而領悟出來的。以下通過對自由落體現象的研究過程來說明三個不同層次認知的特點。
1)感性認知例。將一輕一重兩個物體(如一團棉花和一個石塊)從同一高處使它們同時自由下落,實驗結果是重物先落地,輕物后落地,于是人們從中得出重物下落速度快的結論。這是一個感性認知的過程,而感性認知經常會使人們得出錯誤的結論,這就是公元前300多年古希臘哲學家與教育家亞里士多德做出的研究結果,這個結論一直到公元1590年時才被伽利略糾正。
2)知性認知例。將一輕一重兩個物體放到一個抽成真空的長玻璃管中,然后讓兩物從同一高處同時自由下落,實驗結果是兩物同時落到玻璃管底部,于是人們從中得出落體速度與重量(其實應為“質量”)無關的結論。這是因為人們具有了“空氣阻力”這樣的科學知識以后才得出的結論,這是一個科學的結論,是知性認知的結果。
3)理性認知例。公元1590年,伽利略通過思想實驗解決了自由物體下落規律的問題。伽利略的思想實驗是這樣進行的:
設想將一輕一重兩個物體用一段繩子捆在一起,讓它們同時自由下落。根據亞里士多德的結論,由于重物下落速度快而輕物下落速度慢,于是重物向下拉輕物而使輕物速度加快;同理,輕物向上拉重物而使重物速度減慢。這樣就使得兩個物體的共同速度介于兩物單獨下落時各自具有的速度之間,即應該比重物單獨下落時的速度慢,而比輕物單獨下落時的速度快。但是,當將兩個物體捆綁在一起,其總重量應大于原重物,根據亞里士多德的理論,其下落速度應該比重物單獨下落的速度還要快才對。兩個結論前后矛盾,所以只能認為自由落體的下落速度與物體的重量無關,即重物與輕物的下落速度相同。
歷史上伽利略得出這個正確的結論完全是通過思想實驗實現的,霍金認為伽利略并沒有爬到比薩斜塔上去做墜物實驗,而且也沒有必要爬到比薩斜塔上去做這個實驗,因為在他爬到比薩斜塔上去之前,在他的頭腦中早已經將這個千古問題解決了[2]。這正是一個理性認知的過程和結果。
2 不同認知層次上教育裝備的表現
在三種不同的認知層次上,教育裝備(在這里是實驗設備)都發揮了作用,但是認知層次上不同,教育裝備所處的地位和表現也有很大差異。
1)感性認知階段的教育裝備,其表現僅僅是在“創建教學情景”。只憑表面現象、感覺認識事物有可能不能夠了解到事物的本質,甚至得出的是完全錯誤的認知。此時的教育裝備只是人類眼、耳、鼻、舌、身等功能的延伸,沒有發揮脫離感性認知局限的作用。
2)知性認知階段的教育裝備,表現為協助學習者“驗證科學理論”或“探究科學原理”的作用,學習者對教育裝備的依賴性相對于感性認知階段要強得多,教育裝備在探索事物本質上的作用也更為明顯。目前學校的實驗教學中,教育裝備就是起著這樣的作用。
3)理性認知階段的教育裝備是思想中的實驗設備。實驗是在頭腦中進行的,結論是通過“思想實驗”得出的,實驗時使用了思想中的教育裝備。但是應該認識到,理性認知是在感性認知、知性認知經驗的基礎上經過理性思維后發生的,思想中的教育裝備是對前兩個階段教育裝備的升華。
3 教育裝備之道
三個不同層次或階段的認知,在日常教學中都能見到。一個人們耳熟能詳的教學道理是“授人以魚,不若授人以漁”,可解釋為:直接教給學生知識,不如教給他們獲取知識的方法。但是一個更為有效的教學應該是“授人以漁,不若由人以漁”的教學[3],它解釋為:教給學生獲取知識的方法,不如給他們創造條件,讓他們自己發現或找到獲取知識的方法(即創新)。此處,“漁”,就是“形”;“魚”即“形而下者”,其“謂之器”;而“由之以漁”乃“形而上者”,其“謂之道”。在感性認知階段,教育裝備為學習者提供的是“魚”,但是這個“魚”有可能是錯誤的魚甚至是“有毒”的魚。在知性認知階段,教育裝備為學習者提供了“漁”,學習者利用這個“漁”去驗證或獲取知識。而在理性認知階段,教育裝備為學習者提供的是“由之以漁”,教育裝備是隱形的,是形而上的。
所以,教育裝備應用的終極形式是表現為沒有教育裝備。這看起來似乎十分矛盾的說法,其實來源于中國古代的哲學思想。中國古代研究宇宙萬物變易規律的典籍《周易》中說道:“形而上者謂之道,形而下者謂之器。”(《周易·系辭》)“形”即經驗;“器”是名器、器物,在經驗之下;“道”是理性思維,它在經驗之上。老子說:“道可道,非常道。”(《道德經》)這句話的意思是:道是可以說的,但又是最難說的;說那最難說、但還必須要說的道理,就是理性認知、哲學思維。
參考文獻
[1]王德峰.哲學導論[M].上海:上海人民出版社,2000.
斜塔上的實驗范文3
——學《古詩兩首》有感
最近,我們學了第16課《古詩兩首》。我對于兩位作者的見解深表贊同,從中收益匪淺。
從第一首詩說起。《冬夜讀書示子聿》講了陸游告誡他的兒子做學問應全力以赴,且不能“兩耳不聞窗外事,一心只讀圣賢書”,這樣是不會有長進的。此時我才知道了實踐的重要性,詩的最后兩句不是“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”嗎?那么,我們不僅要努力學習,更要身體力行,用行動更深刻地理解這真理,得到自己的見解。正所謂“實踐出真知”。這樣,不僅能防止“少壯不努力,老大徒傷悲”的結果,也能防止“只知其然,而不知其所以然”的,死記硬背式、效率很低的學習成果。第二首詩《觀書有感》體現了詩人通過寫景,體現出作者朱熹領悟到學習必須持之以恒的道理。有一句話叫做“戶樞不蠹,流水不腐”。用它來形容學習再好不過了。學習就需要不斷積累,并且靈活運用,不斷汲取書中的知識和哲理,滿腹經綸。著名物理學家伽利略很喜歡看書,總對書中內容進行質疑,并親自動手一試,深入理解知識。這才使他完成了在比薩斜塔上的實驗,獲得了不朽的豐功偉績。
我們現在正處在學習的黃金階段,記憶力也十分強。所以,我們應該多看好書,積累知識,并對不理解的知識親自實踐,領悟其中奧妙,獲得更多知識,讓自己的精神家園更富有。
斜塔上的實驗范文4
六年級譚曉東
打懂事以來,我讀過不少課外書,可在我腦海里印象最深刻的是我的第一本課外書,書名叫《伽利略》。
這本書主要介紹伽利略在成長的大道中遇到的種種困難。
伽利略出生在意大利一個部落貴族家里,但是,他的父母卻沒有因為貧窮而不疼愛伽利略,他的父親卻對伽利略寄予厚望,一心想讓伽利略成為一位杰出的醫學家。但伽利略卻沒有聽從父親的安排,他不想發財,也不想光宗耀祖。他對醫學事業一點兒也不感興趣,卻對數學情有獨鐘。伽利略在數學家里奇的啟迪下,一步一步走上了荊棘,甚至有生命危險的道路上。這本書中我感受最深的是伽利略對于里士多德的理論,一個物體與一個比它重10倍的物體同時落地,一定是重的先落地。伽利略卻不認為,他要用自己的實驗來證明亞里士多德的理論是錯誤的。于是,伽利略在意大利比薩斜塔上當著世人的面做了一個實驗:一個一斤和一個10斤的鐵球同時放下,結果是同時落地。我很敬佩伽利略崇尚科學、實事求是的精神。
伽利略一生都為科學事業奮斗,他不信權威,不迷信教條,一切都以客觀現實為依據。他從崇拜亞里士多德到懷疑亞里士多德。從懷疑哥白尼到信服哥白尼,一切都是因為尊重客觀原因的結果。科學發展一日千里,伽利略的很多發現在現代看來,可能會變得微不足道了。但是伽利略的精神,伽利略的勇氣卻永遠激勵著我們攀登科學的高峰。
是第一本課外書引領我走進書的海洋,讓我在書海里遨游。從書中我不光了解了外國科學家伽利略、哥白尼,還了解了中國的科學家祖沖之、華羅庚、李四光等感人故事。
是書讓我知道了讀書的樂趣,我以后一定會更加發奮讀書,為中華之崛起而讀書。
斜塔上的實驗范文5
關于這個實驗有許多傳說。有人說那個實驗并沒有實際去做,只是一個理想實驗,用邏輯推理進行的。還有人說這個實驗的結果其實不是兩個鐵球同時落地,而是大球早一點點落地,只是因為這個差別很小,人們相信是實驗誤差導致的。
無論如何,這個實驗在科學史上有著巨大的意義:它用科學實驗和科學推理了人們相信了幾千年的事情。可是,我們是否能夠根據這個實驗得出這樣一個結論:物體下落的速度跟它的輕重無關呢?
如果我們來考慮以下兩個問題:
把兩個鐵球換成兩個同樣的氣球,一個不充氣,一個充上空氣,還從高處往下扔,相信大家都能得出答案:不充氣的那個先落地。
把兩個鐵球換成兩個大小不同,但同樣都用泡沫做成的球,也從高處往下扔,如果高度足夠的話,就會發現大的那個先落地。
我們自然會問:伽利略錯了嗎?
在我們簡單回答“錯了”或是“沒錯”之前,還是來看看球下落的過程中都發生了什么吧:一個物體在空中,會受到向下的重力和向上的空氣浮力的影響,重力遠遠大于空氣的浮力,所以物體自上往下落。當球動起來以后,貼著球表面的那層空氣分子會跟著一起動,而與那層空氣挨著的其他空氣分子“不愿意同胞被拐跑”,來自分子間的作用力會用力拉住那層分子。但是空氣分子的力量有限,不但沒把同胞拉住,自己都被拐帶著往前跑。它們往前跑,與它們挨著的那層分子又來拉,依此類推,于是球周圍的空氣分子都程度不同地被球帶著往下走。對球來說就是,表面上有一個力在“拖它的后腿”。這個力就是我們通常說的“空氣阻力”,或者“表面曳力”。
不難想象,這個表面曳力跟球的大小和球運動的速度有關。球越大,表面積越大,這個力就越大。而球速越快,對空氣分子的拉力就越大,同時卷入“挽留行動”的空氣分子也就越多,產生的表面曳力也越大。不同介質對實驗結果也有影響,上述實驗若在水里進行,結果的差別就更加明顯。這種分子間的緊密程度,用科學參數來形容,就是粘度。水的粘度大約是空氣的1000倍。
在球不動的時候,沒有表面曳力,球在重力的作用下往下落,當球速越來越快,受到的表面曳力就越來越大。開始,重力占優勢,抗衡了表面曳力和浮力之后,還能讓球的下落速度加快,所以球還是越來越快地下落。到最后,表面曳力加上空氣的浮力完全和重力抗衡,球的運動達到了平衡,不再加速了。這時候球的速度被稱為“斯托克斯沉降速度”。所以,哪個球先落地。取決于重力、浮力和表面曳力的綜合作用。
對鐵球來說,鐵的密度很大,空氣的浮力大約只有重力的幾千到幾萬分之一,完全可以忽略。至于表面曳力,不同體積的球,影響確實不一樣,但是從塔頂到地面的這個高度范圍內,表面曳力都遠遠小于重力。就像一個小孩子去拉一輛汽車和一個大人去拉一列火車一樣,不會有什么實質上的影響。所以在浮力和表面曳力都可以忽略的情況下,兩個球的落地過程就只受重力加速度的影響,它們的重力加速度相同,所以同時落地。如果我們把這兩個鐵球放在某種非常粘的液體中,讓它們的下落時間延長,就會發現大球要比小球早些落地了。
再來看兩個氣球的情況。它們所受的重力是一樣的,但是充氣的那個受到的表面曳力要大得多,這個力很快就大到和重力抗衡的地步。所以,當沒充氣的氣球輕裝前進、絕塵而去的時候,充氣的那個只好在后面閑庭信步,欣賞沿途的風景。
又如兩個泡沫球的情況,相對于鐵球來說,它們密度小很多,所以同樣的重量,體積要大得多,受到的表面曳力也就大得多。在下落的時候,表面曳力很快就可以和重力一較長短,甚至完全抗衡,達到斯托克斯沉降速度。把一個球的直徑減小到一半,重力為原來的1/8,而表面曳力是原來的1/4。變小的球受到表面曳力的影響要大得多,所以小球會后落地。
斜塔上的實驗范文6
轉變高中物理實驗教學的理念是新課程背景下改善高中物理實驗教學效果的首要前提。為此,首先高中物理教師和實驗室管理員要及時轉變觀念,認真研究粵教版高中物理教材,抓住高中物理實驗的一些新特點:一是更加強調應用性實驗的重要性,例如傳感器、示波器、游標卡尺以及螺旋測微器等的操作和使用;二是更加強調探究性實驗的重要性,例如探究彈力與彈簧伸長之間的關系、利用多用電表來探索黑箱內的電學元件等。其次,高中物理教師和實驗室管理員要吃透物理實驗的精神實質,徹底革新過去“應試”的物理實驗舊思維,一是將物理實驗教學的重點轉到講授科學的學習法上,例如留跡法、控制變量法、等效法以及轉換法等;二是將物理實驗教學的重點轉到講授處理實驗數據的方法上,例如圖像法、平均值法以及列表法等。例如高中物理教師在進行電學實驗教學時,應注重學生電學實驗電路構思的訓練,引導學生遵循審題、電表選擇、測量電路選擇、控制電路選擇以及滑動變阻器選擇這一程序開展實驗。
2.加強高中物理實驗室建設
新課改背景下著力加強高中物理實驗室的建設,是改善高中物理實驗教學效果的物質保障。為此,國家和學校首先要提升建設高中物理實驗室的認識,明確物理實驗室對于物理實驗教學的重要意義,在此基礎上加大政策和資金支持力度,設立物理實驗室建設專款并加強資金監管,確保資金切實用于實驗室以及儀器設備購置。其次要適當增加高中物理實驗室的數量,保證能夠有序地開展物理實驗教學,確保高中學生有充足的機會進入實驗室學習和提升。最后,國家和學校還要注意高中物理教師和實驗室管理員素質的提升,為高中物理實驗教學打造一支專業、合格的師資隊伍,從而切實提升物理實驗教學的質量。除此之外,高中物理教師還要努力豐富實驗室課程資源,積極引入“日常器具實驗法”,例如在,易拉罐經過改裝后便可以代替法拉第圓筒,學習反沖現象時,把電風扇固定在線槽板上,線槽板下墊幾根筆芯,啟動電風扇后,可以看到明顯的反沖現象。而在“物體失重”這一實驗中,可用礦泉水瓶扎孔后裝水,再讓它自由下落,學生即可看到水不會流出的現象,領悟到現象其中的道理。
3.創新高中物理實驗教學模式
創新高中物理實驗教學模式是提升高中物理實驗教學的關鍵一環,新課改背景下要積極采用自主探究模式、多媒體輔助模式以及以“演示實驗”為核心的教學模式等新的教學模式。首先,以“演示實驗”為核心的教學模式是響應新課改提出的“物理實驗與科學探究”這一概念的體現,是當前高中物理實驗教學的重點。為此,高中物理教師要努力突出學生的主體地位,積極與學生建立良好的師生互動關系,采用“教師引導、學生演練”的教學形式,引導學生通過實驗操作弄懂物理教材上的原理、規律,并在實踐的過程中提升操作能力和創新能力。例如教師在進行“激光演示光的衍射實驗”教學時,可以在實驗中采用“演示實驗”法,用微小放大的方法將衍射圖樣對準教室的墻壁,然后讓學生用白紙就近擋住激光進行觀察。其次,高中物理實驗教學采用多媒體輔助模式,可以將復雜的物理實驗生動地展現給學生,實現實驗的動態或靜態演示,從而提高物理實驗的形象性和趣味性,有效激發學生的學習興趣。例如伽利略在比薩斜塔上演示了兩個鐵球同時落地,在做這一實驗時由于物體自由下落的速度很快,憑借肉眼很難清楚地觀察到兩個不同重量的物體的下落情況,而借助多媒體技術則可以將物體下落的慢鏡頭播放出來,讓學生對實驗有一個直觀、清晰的了解,從而改善物理實驗教學的效果。
4.結語