小祖沖之實(shí)驗(yàn)室：牛頓擺
2021年3月28日下午2點(diǎn),，小祖沖之實(shí)驗(yàn)室活動在昆山市圖書館拉開了帷幕,，這次帶來的是“科普實(shí)驗(yàn)”主題活動之“牛頓擺”。
動量守恒定律是最早發(fā)現(xiàn)的一條守恒定律,，和能量守恒定律以及角動量守恒定律一起成為現(xiàn)代物理學(xué)中的三大基本守恒定律,。一個系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零,，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這個結(jié)論就叫做動量守恒定律,。那么,，這與牛頓擺又有何關(guān)聯(lián)呢？活動開始時老師也提出了另一個問題：“牛頓擺是什么,？”小讀者們聽到這個問題表示十分茫然,，嘟囔道：“我只聽說過蘋果砸牛頓?！边?，難道真是大名鼎鼎的牛頓做出的發(fā)明嗎？帶著疑問,，小讀者們沉浸在了活動之中,，希望能找出答案。
第一部分是知識科普,，首先講到“動量”,，它表示物體質(zhì)量和速度的乘積，老師以前排的一個年紀(jì)較小的女孩和一個年紀(jì)大一點(diǎn)的男孩為例進(jìn)行解釋,，如果男孩全力奔跑,，他的動量一定是大于女孩的，但如果男孩只是走路，而女孩全力奔跑,，這時小讀者們迅速回應(yīng)：“女孩的動量大,！”看來，小讀者們都理解了什么是“動量”,。接著,，老師同樣通過舉例子的方式使小讀者們明白了什么叫動量守恒定律，另外說到：在碰撞的情形下,，系統(tǒng)的動量可視為近似守恒,，代表性的例子就是牛頓擺了。
活動由此進(jìn)入第二部分,，小讀者們終于看到了牛頓擺的真面目,，它的主體是五個被懸掛著的質(zhì)量相同的球體，當(dāng)擺動最右側(cè)的球,，其回?cái)[時碰撞緊密排列的其他球,，最左邊的球?qū)⒈粡棾觯H有最左邊的球被彈出,。與此同時,，小讀者們也得知其真正的發(fā)明者是伊丹·馬略特，只是因?yàn)槠鋽[動時產(chǎn)生的現(xiàn)象根源于牛頓力學(xué)原理(動量守恒原理等)才被命名為牛頓擺,。一直困擾著小讀者們的問題得到了解答,。不過，牛頓擺能夠永遠(yuǎn)擺動下去嗎,？
這個問題的答案需要小讀者們親自去發(fā)掘,，活動的第三部分便是由小讀者們親自搭建牛頓擺模型。領(lǐng)到材料包,，小讀者們便迫不及待地動起手來,，安插木條、擰緊羊角釘,、用棉線串珠,、保持珠子平衡，操作過程對小讀者們的手腦協(xié)調(diào)能力有著不小的考驗(yàn),，在互幫互助,、教學(xué)相長的融洽環(huán)境下模型被漸漸完成，活動現(xiàn)場時不時響起牛頓擺特有的清脆而悅耳的碰撞聲,，并與小讀者們的歡聲笑語交雜在一起,。
小祖沖之實(shí)驗(yàn)室通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)將科學(xué)與生活緊密聯(lián)系在一起，使小讀者對科學(xué)原理有了更深的認(rèn)識,，豐富了小讀者課外生活的同時亦讓他們在輕松愉快的氛圍中增強(qiáng)了動手能力,，對小讀者科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和科學(xué)精神的形成具有一定意義,。
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