1月19日上午，杭州市丁蘭實(shí)驗(yàn)中學(xué)的同學(xué)們迎來(lái)了本學(xué)期休業(yè)式前的最后一項(xiàng)挑戰(zhàn)，為學(xué)校飼養(yǎng)的黑豬稱體重。
“挑戰(zhàn)二師兄”是學(xué)校傳統(tǒng)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)，自2017年學(xué)校建造了小型生態(tài)牧場(chǎng)以來(lái)，“挑戰(zhàn)二師兄”項(xiàng)目化課程已經(jīng)陪伴同學(xué)們8年。每年，師生都會(huì)齊心協(xié)力“大開腦洞”，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)來(lái)給豬稱重。
往年，大家用過(guò)的方法有不少，比如模擬天平法、沙坑測(cè)豬壓強(qiáng)、杠桿原理、胡克定律、改良“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)等給豬稱重。
今年，一個(gè)新創(chuàng)意又誕生了——通過(guò)“液體壓強(qiáng)”來(lái)“稱豬”。
同學(xué)們畫的稱豬示意圖
怎么用這個(gè)原理，測(cè)量出“二師兄”的體重？
為了更好地完成稱豬挑戰(zhàn)，同學(xué)們反復(fù)“彩排”，進(jìn)行多次模擬實(shí)驗(yàn)，在盡可能地減小誤差的基礎(chǔ)上，確保方案的可行性及稱豬數(shù)據(jù)的有效性。
上午9點(diǎn)不到，“趕豬小隊(duì)”的隊(duì)員們穿上了防水服，向著“二師兄”的住所出發(fā)。
每年的“趕豬”環(huán)節(jié)都充滿了歡樂(lè)和挑戰(zhàn)。
今天的黑豬個(gè)頭大，但特別乖巧。可能是一只對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)很感興趣的黑豬，沒(méi)一會(huì)，它就很配合地走進(jìn)了籠子。
很快，同學(xué)們運(yùn)送黑豬來(lái)到了模型池。
等待中的稱豬小隊(duì)，在老師的指導(dǎo)下，早早組裝好了液壓稱豬裝置。
兩個(gè)水囊分別連接粗管，一端用礦泉水瓶剪下的一部分固定在一起，再接上透明軟管。透明軟管里是紅色的液體，方便讀數(shù)。
911班的洪晨凱介紹了稱豬的原理。
黑豬放上水囊后，對(duì)水囊產(chǎn)生的壓力相當(dāng)于豬的重力，而產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于軟管中液體增加的壓強(qiáng)，根據(jù)G豬/s=ρ水g（h2-h1），可以推導(dǎo)出豬的質(zhì)量m=ρ水（h2-h1）s。
同學(xué)們將豬和豬籠一起放到水囊上，標(biāo)記此時(shí)的液面高度h2。此前，大家已經(jīng)測(cè)好了水囊的上表面積s，并將豬籠放在水囊上，標(biāo)記液面高度h1。
用刻度尺測(cè)量出液面高度差后，就可以通過(guò)推導(dǎo)出的公式測(cè)出豬的質(zhì)量。
多次實(shí)驗(yàn)取平均值后，同學(xué)們測(cè)出黑豬的質(zhì)量為134.75千克，這與直接稱出的黑豬質(zhì)量133千克非常接近。
洪晨凱說(shuō)，這是他第三次參加稱豬活動(dòng)?！皬某跻坏匠跞磕晡叶紖⒓恿?，非常有意思！”
他表示，稱豬活動(dòng)讓大家嘗試用課本所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，同學(xué)們和老師們不斷嘗試，修改稱量方案，感受到科學(xué)探究的魅力和科學(xué)家們的不易。
一位七年級(jí)的稱豬隊(duì)員告訴記者，以前就聽說(shuō)過(guò)學(xué)校的“挑戰(zhàn)二師兄”活動(dòng)，一直想來(lái)參與?！肮娇梢赃@么有趣，課本知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中后，變得通俗易懂了。我們下學(xué)期科學(xué)課會(huì)學(xué)到測(cè)量，我超級(jí)期待！”
杭州市丁蘭實(shí)驗(yàn)中學(xué)書記吳軼玲表示，“挑戰(zhàn)二師兄”項(xiàng)目長(zhǎng)期以來(lái)都是學(xué)校項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的明星項(xiàng)目。在這個(gè)項(xiàng)目里，學(xué)生們面對(duì)真實(shí)的情境任務(wù)，思考如何將學(xué)科知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，把所學(xué)知識(shí)和實(shí)際生活緊密相連。這種方式極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，讓他們對(duì)知識(shí)的理解更加透徹，顯著提升了學(xué)生的學(xué)科興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力，同時(shí)，學(xué)生的綜合素養(yǎng)也在實(shí)踐中得到了充分鍛煉。她還表示，明年學(xué)校將繼續(xù)創(chuàng)新稱豬方法，也歡迎有創(chuàng)意、有想法的同學(xué)積極分享“金點(diǎn)子”。
來(lái)看看這些年
大家如何給“二師兄”稱重——
2018年，模擬天平法稱豬
2019年，通過(guò)在學(xué)校沙坑里測(cè)出豬站立時(shí)的壓強(qiáng)，來(lái)推算體重
2020年，用杠桿原理支起了豬，并算出它的體重
2021年，利用阿基米德定律和等效替代法，向“曹沖稱象”致敬
2022年，運(yùn)用平衡力稱豬
2023年，利用了胡克定律
2024年，改良“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)稱重
責(zé)任編輯：李璐璐杭州市丁蘭實(shí)驗(yàn)中學(xué)
