你能想象嗎?量程5牛頓的實驗室彈簧測力計,竟能稱出一兩百斤的黑豬質量。
昨日,杭州市丁蘭實驗中學的同學們,就完成了這項看似不可能的挑戰。
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活動現場 記者 姚群攝
中午,丁蘭實驗中學的操場上,一年一度的“挑戰二師兄”項目化學習活動火熱開場。
今年,活動已升級到“9.0智慧實踐版”——運用彈簧測力計與杠桿原理,完成一場“智慧稱豬”。
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活動現場 記者 姚群攝
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活動現場 記者 姚群攝
從2018年首次開展以來,“挑戰二師兄”已走到第九年,成為學校標志性的跨學科實踐品牌。
師生們每年都用不同的科學方法來進行稱豬挑戰:模擬天平、杠桿原理、胡克定律、馬德堡半球實驗,再到去年的液體壓強……每一次都腦洞大開,創意十足。
中午十二點半,“趕豬小隊”身著黑色防護服率先出動,順利將黑豬引出豬舍。
今年的“二師兄”體型壯實,脾氣溫順,很快配合進入特制籠中。
中午1點多,稱豬正式開始。
在指導老師金磊、顧梟杰的帶領下,“稱重小隊”的同學們分工協作,迅速組裝好自制的杠桿稱重裝置。
這套裝置基于杠桿平衡原理,通過配重調節與彈簧測力計拉力測量,用“雙杠桿”間接推算出豬的質量。 這次的“以小博大”挑戰,也是對2020年用杠桿原理稱豬的進一步優化。
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活動現場 記者 姚群攝
“我們先掛上空籠子,通過給水桶加水來配重,讓裝置在水平位置保持平衡,相當于‘調零’。然后連豬帶籠裝上裝置,讀出彈簧測力計示數,再測出兩個杠桿的力臂,就能算出豬的質量了。”902班鮑涵韻同學是“稱豬小隊”的隊長,她解釋,這次稱豬用了兩次杠桿平衡。
整個稱豬過程中,同學們反復調整,認真記錄,不放過任何一個細節。
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活動現場 記者 姚群攝
多次測量取平均值后,大家算出黑豬質量為73.72千克,這與直接稱重的結果73.5千克極為接近!
“太驚喜了!沒想到誤差很小!”同學們都非常振奮地說。
大家還認真分析了可能的誤差來源——杠桿未完全水平、力臂測量偏差、配重微調不精準等,展現出科學探究的嚴謹態度。
九年級的匡曾希說,之前在一次科學拓展課上了解到了鋼筋鉗采用了雙杠桿的原理,能用很小的力克服巨大的阻力,當時就覺得太神奇了。而這一次,她終于親手和小伙伴一起將“雙杠桿”原理應用到現實挑戰中,體驗到了什么叫“小工具解決大問題”,實現了“十兩撥百斤”的科學妙用!
現場不少七年級同學是首次參與稱豬挑戰。“原來物理公式可以這么有趣!真正用在生活中,知識一下子就活起來了。” 這次稱豬,用上了杠桿平衡、滑輪、平衡力等知識。
“這已是我們第九年開展‘挑戰二師兄’活動。”杭州市丁蘭實驗中學書記吳軼玲說,“從前期的方案創新,到如今的持續迭代,我們始終希望在一個真實可感的情境中,讓學生把學科知識用活、用深,在解決問題中全面提升綜合素養。”
從“傳統實驗”到“智慧實踐”,九年來,“挑戰二師兄”早已不只是一項校園趣味活動,更成為一門融合科學、數學、工程與團隊協作的跨學科課程,持續點燃著學生對科學的熱愛、對真實世界的好奇與探索欲。
來看看這些年
大家如何給“二師兄”稱重——
2018年,模擬天平法稱豬
2019年,通過在學校沙坑里測出豬站立時的壓強,來推算體重
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”實驗稱重
2025年,通過“液體壓強”來“稱豬”
(來源:潮新聞)
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