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1、11.1 走进神奇教学资料要点点击1、 通过一些典型事例让学生体会到自然界中的神奇是让人惊叹的。2、 通过生活中一些不起眼的小事让学生感受到生活中的神奇，而这些神奇则是人类智慧的结晶。3、 通过解释一些神奇现象，让学生知道通过学习科学，这些神奇是可以得到解释的。快乐自主研学自然中的神奇完全来自于大自然，没有任何人工制造或利用的痕迹。这些神奇是惊心动魄的。而生活中的神奇，人们已司空见惯，然而当仔细探究时，却能发现在这些并非惊心动魄的神奇中蕴藏了人类非凡的智慧。以下是一些自然中的神奇照片。1、宇宙起源和彗星宇宙起源假说之一：大爆炸理论。宇宙在零时刻时密度为无穷大的物质，后来随着时间的推移，这物质发
2、生了一系列的变化，由此便逐渐形成了现在这样的世界。地球只是围绕太阳旋转且在自转的行星。除地球外，还有其他行星，如：水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。彗星一般是由头和尾组成。头的中心是彗核，彗核的外面包着彗发，彗发的外面再包着彗云。彗尾有直的，也有弯的，或者是两者的混合。彗尾长短不一，最长的有几亿千米，有的彗星则没有彗尾。彗核是彗星的主要部分。它是固体，呈球形，含大量的冰，还含有干冰、尘埃、甲烷、氨和少量的金属等。由于含冰最多，所以有“肮脏的雪球”之称。这雪球差不多是整个彗星的重量，直径最大的有 100km，最小的只有几百米。中国民间将彗星叫做“扫帚星” 。 “彗”在中国语言
3、中有扫帚的意思，在古希腊语言中有“毛发”的意思。世界公认中国是对彗星观察和记录最早的国家。中国古书淮南子兵略训中记录了公元前 1057 年的一次彗星，它就是后来命名为“哈雷”的彗星。 “哈雷”彗星是根据埃德蒙哈雷的名字命名的。哈雷出生于 1656 年的英国，曾在圣赫勒纳岛建立一痤临时天文台，以此观察天象。哈雷最广为人知的贡献是他对“哈雷”彗星出现时间的准确预言，哈雷的预言在其死后 17 年准确应验：1759 年、1835 年 1910 年哈雷彗星如期出现。2、太阳太阳是一颗自己能发光、发热的气体星球。太阳表面叫“光球” ，光球外面是色球层，色球层的外围是日冕层。这三个层面合起来构成了太阳的大气
4、层。光球上经常出现一些漩涡状的气流，像一个浅盘，它的中间凹进去好几百千米，这些漩涡状气流像大小不等的、形状很不规则的黑窟窿，这就是天文学家所说的“太阳黑子” 。其实太阳黑子并不是黑色的，一般也有四五千摄氏度，但是与光球相比，它的温度要低 10002000。在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来没什么亮光的、暗黑的黑子了。当太阳黑子群具有漩涡结构时，2这预示着太阳将发生剧烈的变化。龙卷风形成前，天空会出现一片雷雨云，其中一个区域的云特别黑且稠密。此区域的空气会快速旋转，然后形成漏斗状的云向下延伸，到达在面，就会掀起大片的尘土及其他物体。太阳的直径为 140 万 km，是地球直径的 109 倍。太
5、阳没有固态表面，不会像地球那样整体自转。太阳里外的密度是不一样的。它的外壳大部分是气体，密度很小，但是越往里面，物质密度越大。3、雷鸣与闪电闪电是云层和云层之间或云层与地面之间的一种放电现象，而放电时所发出的巨大声响就是雷鸣。雷电一般出现在积雨云里。积雨云常常是由于上下层空气发生强烈的对流运动而产生的。夏天午后，近地面的空气被太阳烤得很热，热空气上升，在高空遇到冷空气就容易产生积雨云。在积雨云中或云块之间存在着大量的正、负电荷，空气对流得愈厉害，云翻滚得愈猛烈；云的上下部聚集的电荷就愈多，在云块之间或大地之间就会产生很强的电场和电位差；当电场强度很大时，就能把阻隔在云之间或云与大地之间的空气击
6、穿而产生放电现象，发出耀眼的光芒，这就是闪电。在闪电经过的通道上，空气温度猛烈陡增，空气受热和水滴汽化后会猛烈膨胀，发出巨响，这就是雷鸣。这种自然现象曾经长期使古人恐惧不安，他们以为触怒了天神。4、地球、地震和火山古时候，由于观察手段所限，认为天是圆的地是方的。后来，人们发现船只在离岸航行时先消失船身，后消失桅杆。由于这样的一些事例，人们逐渐认识到地球是圆的。地球由外向内分三层，由地壳、地幔和地核组成，类似于鸡蛋的蛋壳、蛋白和蛋黄。地壳是地球的外衣，也叫岩石圈；地幔介于地壳和地核之间，其体积占地球总体积的 83.3%，有上地幔和下地幔之分；在距地面 2900km 以下为地球的核心地核。地壳运动
7、使岩层扭曲而形成断层，断层形成时，会引发地震。在地层深处，岩石因高温而熔化成黏稠的液状，称为岩浆。这些岩浆喷出地面所形成的山就称为火山。5、龙卷风龙卷风有时称为旋风，外形近似漏斗，它通过地表或海面时，产生的破坏力极大，是人类所知的最激烈和最具破坏性的天然风暴。龙卷风内部强大的上升气流有时可将汽车或树木举起，带到数百米外。它快速移动的漏斗状旋风对建筑物的破坏尤其严重。当龙卷风通过房子时，建筑物周围的空气会被吸起，使屋外的空气压力小于屋内，造成房子爆炸。龙卷风形成前，天空会出现一片雷雨云，其中一个区域的云特别黑且稠密。此区域的空气会快速旋转，然后形成漏斗状的云向下延伸，到达在面，就会掀起大片的尘土
8、及其他物体。6、拉链拉链只是一个小小的发明，但是整个世界都离不开它。它被美国科学世界杂志评选为20 世纪的十大发明之一。1893 年前后，美国工程师惠特科母、贾德森利用凹凸齿错合原理，设计出一种可快速滑动的关启系统，申请了专利，这就是早期的拉链。拉链这种连接方式与传统的连接概念完全不同。人们习惯用扣子系衣服，用带子拴鞋，这些连接方式都不是完全封闭的，费时也不牢固。人们发现拉链的确是一种方便好用的东西。拉链的品种层出不穷，其使用的材料除了金属外，还发展到了塑料。人们不仅将其应用于衣服、提包上，其他行业也使用它。7、圆珠笔美国人劳得是世界上第一个想到用小圆珠代替笔尖书写的人，并于 1888 年得到
9、圆珠笔的发明专利。由于他发明的圆珠笔比起 1884 年发明的自来水笔较为逊色，所以 50 余年后，圆珠笔又有了新的进展。现代的圆珠笔是由匈牙利人比罗兄弟于 1938 年独立设计发明的。他们改进了圆珠笔芯的墨水供给系统，利用毛细作用使圆珠湿润。美国商人雷诺兹看到了比3罗的圆珠笔，为了不侵犯比罗的专利权，他参考了劳得的发明，把比罗的圆珠笔利用毛细作用供给墨水改为利用重力供给。1949 年，美国化学家西奇配制了一种黏度很高、快速干燥的圆珠笔专用油墨。到 1951 年，世界上圆珠笔的销量超过了自来水笔。探索与实践感受气压取一个空的铝质易拉罐及一盆冷水，罐口缠上铁丝并固定并将铁丝拧成柄状（要有一定的长度
10、和强度） ，往易拉罐中加入少量的水，放在酒精灯上加热至沸腾，并继续加热数十秒，迅速（持铁丝柄）将易拉罐倒扣到冷水中，观察发生的现象。 注意：此时易拉罐在气压的作用下被压扁且发出巨大的响声，实验者应有思想准备，以防惊惶中碰到其它实验仪器而被烫伤甚至引起火灾。本实验有一定的危险性，建议在老师的指导下进行。生活扩展摩擦三兄弟摩擦三兄弟就是指静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦，它们都是摩擦家族的成员。说起摩擦，大家一定不陌生，因为摩擦是我们生活中司空见惯的现象，我们每时每刻都在和摩擦打交道.我们走路、吃饭、洗衣服依靠摩擦；各种车辆的行使依靠摩擦，机器运转离不开摩擦；就是建造房子也离不开摩擦。假如没有了摩擦，世
11、界将会变成什么样？真是不可想象。可以说，摩擦是我们人类离不开的好朋友。但是在很多场合，摩擦三兄弟扮演着不受欢迎的角色。在现代汽车中，20的功率要用来克服摩擦；飞机上的活塞式发动机因摩擦损耗的功率要占 10，就是最先进的涡轮喷气发动机也要为克服摩擦损耗 2的功率。世界上有数以万计的汽车、数以万架的飞机，这样每年要有多少燃料被白白浪费掉，真是可惜。但更为严重的是，摩擦还会造成机器零部件的磨损。据报道，英国在这方面损失每年要超过 20 亿美元。摩擦除了导致磨损之外，还会使航空和航天器过度发热，这更是现代科技遇到的又一难题。当飞机着陆的时候，闸阀和闸轮会摩擦产生红热现象，这样的高温使机闸材料变软、变质
12、，一幅价格昂贵的闸瓦和闸轮，往往只使用了几次就报废了。当宇宙飞船返回地面的时候，由于高速船体与空气之间的摩擦，会使整个船体成为一个通红的火球，为了保护飞船里的宇航员和各种仪器设备，人们不得不付出昂贵的代价，用耐高温的特种合金制造船体，并且还在外面加装了耐高温材料。 为了能驾驭摩擦，让摩擦三兄弟为人类更好地服务，人们一直进行着艰苦的研究和探索。早在 15 世纪，达芬奇就开始了对摩擦的研究。到 17、18 世纪，法国形成了一股摩擦研究热，库仑根据达芬奇的想法完成了摩擦起因的凹凸说。到了 18 世纪上半叶，有人又创立了分子说。进入 20 世纪后又出现了粘合说。可以说有关摩擦起因的争论还在进行着，凹凸
13、说、分子说和粘合说都持之有理，言之有据，究竟怎样圆满地解释摩擦的起因，还一直是一个很活跃的研究课题。天空为什么是蓝色？谁都知道，空气是无色的，那为什么天空在晴朗时，却是蓝色的呢？为了解答这个问题，我们不妨做一个小实验：用一只长方形的玻璃缸，盛大约 2/3 的水，向水中撒少许泥沙粉末搅拌，使溶液浑浊。选择一个晴朗的上午，大约 7、8 点钟。阳光基本上平行射向玻璃缸的一端，光线通过浑浊的水，在另一端透射过来。这时你可以发现一个很有趣的现象：长玻璃缸中的水呈现出淡蓝色，而另一端射出来的光线却呈浅红色和橙黄色。为什么出现这样一种现象呢？4原来，玻璃缸中出现淡蓝色与天空出现蔚蓝色的其中原理是一样的。地球
14、的表面包围着一个大气层，空气中含有许多微小的尘埃、冰晶和水滴等。在太阳光红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光中，波长较长的光，红光、橙光等辐射到大气中，遇到空气中尘埃时，透射力最强，不会发生散射现象，能透过大气的微粒直射向地面。而波长较短的紫光、蓝光等很容易被悬浮在空气中的微粒向四面八方散射开来。散射现象改变了太阳辐射的方向，使天空变的亮堂起来。散射力越强，天空越蓝。雷雨电闪一过，天空顿时异常湛蓝，令人 心旷神怡。傍晚，阳光要穿过厚厚的大气层，蓝光、紫光几乎被散射掉了，剩下红光、橙光透过大气射入我们的眼睛。所以，傍晚时分，我们会看到红彤彤的太阳。这就是天空为什么是蓝色的道理。龙卷风的形成生活在海边
15、的人，常有机会看到一种奇特的天气现象：天空中浓密的雷雨云中，有时会伸出来一条黑色的尾巴。古代，人们对这种神秘的自然现象无法解释，都把它说成是“龙” ，称作“龙吸水” 。实际上，它是一股猛烈的旋风，和“龙”毫无关系。不过，世代相传，气象学上也就称其为“龙卷风”了。 龙卷风发生在水面上，称之为“水龙卷” ，俗称“龙吸水” 。1898 年 5 月 16 日所观察到的水龙卷可能是记录中最高的了。这是在大洋洲的澳大利亚纽斯韦尔的伊顿测得的。由经纬仪所显示的水龙卷高度达 1528.3 米，水龙卷的直径为 3 米。发生在大陆上的龙卷风，称为“陆龙卷” ，俗称“掉龙挂” ，一般也叫龙卷。世界上最大的一次龙卷风
16、出现在 1925 年 3 月 18 日的美国。当风暴以每秒 30 米的速度越过密苏里、伊利诺、印第安纳等州时，造成 2600 多人伤亡，财产损失达 4000 万美元。龙卷风是一种很强的小范围旋风。一般在几十米到几百米之间。维持时间也仅几分钟到几十分钟，最多不超过几小时。但由于它是一种高速旋转体，中心气压极低，风力很大。风速每秒可达 100 米200 米，而 12 级台风风速也只有每秒 33 米。所以，它是一种严重的灾害性天气。那么，龙卷风是怎样形成的呢？它主要是在阳光强烈的照射下，由于地表受热不均匀，引起空气上下强烈对流。如果上升的空气中含水汽较多，到高空往往发展成强烈的雷雨云，这种云的顶部和底层，温差悬殊，云底 10以上，云顶在34以下，这样，冷空气急速下降，而热空气猛烈上升，上下层空气交替扰动，便会形成许多小旋涡，逐渐转动扩大，上下激荡更为猛烈，终于形成了大旋涡。它先是绕水平轴旋转，然后这个水平轴的旋涡渐渐弯曲，并从云底慢慢下垂，形成一个漏斗状的、迅速旋转的龙卷风。
