鸡蛋身上的物理学(研究性学习)

课题研究审批书鸡蛋身上的物理学指导教师：袁凤龙课题组长：李智超组员：白月池黄奕睿魏冰洋第第页共4页鸡蛋身上的物理学课题组长：李智超组员：白月池黄奕睿魏冰洋【中文摘要】鸡蛋又名鸡卵、鸡子，是\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"母鸡所产的卵。其外有一层硬壳，内则有\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"气室、\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"卵白及\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"卵黄部分。富含\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"胆固醇，营养丰富，一个鸡蛋重约50克，含蛋白质7克。鸡蛋\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"蛋白质的\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"氨基酸比例很适合人体生理需要、易为机体吸收，利用率高达98%以上，营养价值很高，是人类常食用的\t"/item/%E9%B8%A1%E8%9B%8B/_blank"食物之一。鸡蛋是人们非常熟悉且取材容易的食品，也是不可多得的低成本实验材料。根据鸡蛋的物理特征，笔者创造性地设计了一系列用鸡蛋做的趣味物理实验，诸如用鸡蛋做成的“不倒翁”、“悬浮鱼”、“冰冻蛋”等教具，用鸡蛋进行的“高空落蛋”、“鸡蛋撞窗帘”、“轻功踩蛋”等实验。杠杆轻撬，一个世界从此转动；王冠前底，一条定力浮出水面；苹果落地，人类飞向太空；蝴蝶振羽，风云为之色变；三棱镜中折射出彩虹；大荒原上升腾起蘑菇烟尘。物理充斥在我们生活的大大小小各个角落，无时无刻都有物理的身影。可以说物理主导着我们的生活。吉尼斯世界记录里也有不少人做过关于鸡蛋的挑战。2010年10月24日。莱芜市钢城区的赵文起1.87米铁筷夹鸡蛋，向吉尼斯纪录挑战。2011年1月11日：一德国人手握一枚生鸡蛋同时击碎了3摞24块砖，打破了此前14块砖的握鸡蛋破砖纪录。还有在铅笔尖上立生鸡蛋，到底鸡蛋有多么神奇呢。接下来就让我们一一研究吧。鸡蛋是人们非常熟悉且取材容易的食品，也是不可多得的低成本实验材料。根据鸡蛋的物理特征，笔者创造性地设计了一系列用鸡蛋做的趣味物理实验，诸如用鸡蛋做成的“不倒翁”、“悬浮鱼”、“冰冻蛋”等教具，用鸡蛋进行的“高空落蛋”、“鸡蛋撞窗帘”、“轻功踩蛋”等实验。【鸡蛋的构造】鸡蛋主要可分为三部分：蛋壳、蛋白及蛋黄。（一）蛋壳：完整的蛋壳呈椭圆形，约占全蛋体积的11%~11.5%。蛋壳又可分为壳上膜、壳下皮、气室。（二）蛋白:蛋白是壳下皮内半流动的胶状物质，体积约占全蛋的57%~－58.5％。蛋白中约含蛋白质12％，主要是卵白蛋白。蛋白中还含有一定量的核黄素、尼克酸、生物素和钙、磷、铁等物质。（三）蛋黄:蛋黄多居于蛋白的中央，由系带悬于两极。蛋黄体积约占全蛋的30％~32％，主要组成物质为卵黄磷蛋白，另外脂肪含量为28.2％，脂肪多属于磷脂类中的卵磷脂。对人类的营养方面，蛋黄含有丰富的维生素A和维生素D，且含有较高的铁、磷、硫和钙等矿物质。蛋黄内有胚珠。1.液体蒸发吸热实验：把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。分析：因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很烫。经过一段时间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。（PS:关于液体蒸发吸热：液体分子之间会有一定比例的分子以共价键或较强的范德华力组合在一起，使得分子之间有一定的相互作用力，形个人小结物理是一门以观察和实验为基础的科学。爱因斯坦说：“喜爱比责任是更好的教师。”在学习中，有意识地引导联系生活实际，分析物理现象；利用身边物品，进行物理实验，都能激发我们的学习兴趣，加深学习体会。一个小小的鸡蛋，就能反映出很多的物理知识。众所周知，鸡蛋是很容易碎的，蛋壳的厚度只有0.26~0.33mm之间，但是如果用一个手去捏，鸡蛋是很难被捏破的，我感到很奇怪，真的捏不破吗？，我从冰箱里拿出一个生鸡蛋，用手握住，然后用力捏了几下。果然，鸡蛋就像是石头一般坚硬无比。咦？为什么脆弱的鸡蛋捏不碎呢？我便开始探寻其中的奥秘。最终，我通过查找资料发现，原来这是由于鸡蛋的特殊结构——薄壳结构所决定的。正因为是它，鸡蛋就能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分，因而鸡蛋就不会碎了。如何才能吧鸡蛋捏碎呢？我不禁又产生了疑问。为此，我又开始研究起来。我拿着鸡蛋左捏捏右捏捏，上捏捏下捏捏，可还是捏不碎。这时，我突然想起来妈妈平时在敲鸡蛋时，总是拿着鸡蛋的一头，往锅子旁边轻轻敲一下，鸡蛋就碎了。我翻了翻物理笔记，原来，这是因为垂直于鸡蛋表面的压力作用在鸡蛋的某一点上，压力无法均匀的分散到蛋壳的表面，而是集中在一点上，这使脆弱的蛋壳无法承受过大的压力从而使蛋壳破碎。而当用整只手握住鸡蛋上时，用力一样大，但扩大了受力面积，从而减小了压强，因此，用整只手捏鸡蛋时，鸡蛋不会破碎。这就让我们理解了压力和压强的理论：①压力一定时，改变受力面积，受力面积变小，压力变大。②受力面积一定时，改变压力，压力变大，压强变大。在日常生活中，鸡蛋总是不能竖起来，这又是为什么呢？于是我又开始做起实验来。首先，我拿出一只生鸡蛋，小心的竖着放在水平桌面上。可是鸡蛋不听话，放上去不到1秒就倒下了，我不死心，又连着实验了好几遍，都没有成功。最终，我放弃了，可我还是要弄明白为什么。最后，我翻阅物理书籍，得出了以下结论：任何物体都是有重心的，把一个物体安放在地面上，它跟地面接触的面叫做底面。从物体的重心向地面引一条垂线，如果穿过底面，它就不会倒。比萨斜塔之所以现在还没有倒，就是这个缘故。从物体的重心向地面所引的垂线，其实就是表示地心引力的那条想象的绳子。那条想象的绳子一股劲儿地把物体往下拉，可是有底面支撑着，物体就能够稳住不动。要是那条想象的绳子越出了底面的范围，物体就被它给拉倒了，也可以这样解释，因为它的底面不能支撑它的重心所受到的地心引力，它不得不转动一下，另外找一个底面来支撑。有的物体一碰就倒，因为一碰，它的重心就稍稍偏过一点儿，重心向地面所引的垂线就越出了底面的范围，它就让地心引力给拉倒了。一块砖直立着很容易被推倒，平放着，它就十分稳定了。因为砖在平放着的时候，底面最大，重心最低，由重心向地面所引的垂线很不容易越出底面的范围。所以竖鸡蛋只要三个条件：底面大、重心低、重心向地面所引的垂线指向地心。但是鸡蛋的结构很特殊,它里面有蛋白有蛋黄，蛋黄的密度小于蛋白的密度，所以任凭你把鸡蛋颠来倒去，蛋黄总是稍稍偏在上方，鸡蛋的重心因而稍向下移动。我把鸡蛋在桌面上扶直了，要是它那两个顶端的连线恰好与桌面垂直，它的重心又恰好静止在这条连线上，我尽管放手，鸡蛋一定竖直不倒。这样的巧合，当然更难办到了。对鸡蛋的深入探索，我深深的体会到了看似一种不起眼的事物原来包含着这样深刻的内涵与价值，小小的鸡蛋大大的启迪，生活因这些不起眼的事物的存在而变得格外的美丽。通过这些实验我体会到了探索的乐趣，看似容易的探究性学习其实也并不像我们想象中的那么枯燥。同样物理作为一门深邃的自然文学，等待着我们新一代的00后去为他翻开更辉煌的一页研究性学习课题研究情况一览表高二年级7/8班填表日期：2017年10月15日课题名称鸡蛋身上的物理学备注课题组组长袁风龙指导教师袁凤龙研究主导课程物理相关课程生物课题组成员及分工课题组成员：组长：李智超组员：魏冰洋分工：黄奕睿主持人：白月池课题提出的背景

中学物理的课程目标是提高全体学生的科学素养。其中最重要的是能领略自然界的美妙与和谐。美国物理学家费曼曾说:“学过科学以后，你周围的世界仿佛变了样子。”这才是科学教育的真谛。为此，本小组选取人们非常熟悉且取材容易的鸡蛋作为研究对象，对小小鸡蛋中蕴含的丰富物理知识进行深入研究。课题研究的目的与意义探究鸡蛋身上的物理，领略自然界的美妙与和谐，对物理学习起促进作用。此外，进行此次研究就本身而言，可以帮助我们提高知识的综合应用能力，团队的团结协作能力，激发学习兴趣，培养探索精神，创新精神，创造能力和动手能力。课题研究内容从鸡蛋的构造入手，从内到外，一一“解剖”鸡蛋，仔细研究鸡蛋外壳的薄壳结构，以及鸡蛋内部物质影响其竖立等关于物理方面的问题，揭开鸡蛋身上“鲜为人知