你能想象吗?量程5牛顿的实验室弹簧测力计,竟能称出一两百斤的黑猪质量。
昨日,杭州市丁兰实验中学的同学们,就完成了这项看似不可能的挑战。
活动现场 记者 姚群摄中午,丁兰实验中学的操场上,一年一度的“挑战二师兄”项目化学习活动火热开场。
今年,活动已升级到“9.0智慧实践版”——运用弹簧测力计与杠杆原理,完成一场“智慧称猪”。
活动现场 记者 姚群摄活动现场 记者 姚群摄从2018年首次开展以来,“挑战二师兄”已走到第九年,成为学校标志性的跨学科实践品牌。
师生们每年都用不同的科学方法来进行称猪挑战:模拟天平、杠杆原理、胡克定律、马德堡半球实验,再到去年的液体压强……每一次都脑洞大开,创意十足。
中午十二点半,“赶猪小队”身着黑色防护服率先出动,顺利将黑猪引出猪舍。
今年的“二师兄”体型壮实,脾气温顺,很快配合进入特制笼中。
中午1点多,称猪正式开始。
在指导老师金磊、顾枭杰的带领下,“称重小队”的同学们分工协作,迅速组装好自制的杠杆称重装置。
这套装置基于杠杆平衡原理,通过配重调节与弹簧测力计拉力测量,用“双杠杆”间接推算出猪的质量。 这次的“以小博大”挑战,也是对2020年用杠杆原理称猪的进一步优化。
活动现场 记者 姚群摄“我们先挂上空笼子,通过给水桶加水来配重,让装置在水平位置保持平衡,相当于‘调零’。然后连猪带笼装上装置,读出弹簧测力计示数,再测出两个杠杆的力臂,就能算出猪的质量了。”902班鲍涵韵同学是“称猪小队”的队长,她解释,这次称猪用了两次杠杆平衡。
整个称猪过程中,同学们反复调整,认真记录,不放过任何一个细节。
活动现场 记者 姚群摄多次测量取平均值后,大家算出黑猪质量为73.72千克,这与直接称重的结果73.5千克极为接近!
“太惊喜了!没想到误差很小!”同学们都非常振奋地说。
大家还认真分析了可能的误差来源——杠杆未完全水平、力臂测量偏差、配重微调不精准等,展现出科学探究的严谨态度。
九年级的匡曾希说,之前在一次科学拓展课上了解到了钢筋钳采用了双杠杆的原理,能用很小的力克服巨大的阻力,当时就觉得太神奇了。而这一次,她终于亲手和小伙伴一起将“双杠杆”原理应用到现实挑战中,体验到了什么叫“小工具解决大问题”,实现了“十两拨百斤”的科学妙用!
现场不少七年级同学是首次参与称猪挑战。“原来物理公式可以这么有趣!真正用在生活中,知识一下子就活起来了。” 这次称猪,用上了杠杆平衡、滑轮、平衡力等知识。
“这已是我们第九年开展‘挑战二师兄’活动。”杭州市丁兰实验中学书记吴轶玲说,“从前期的方案创新,到如今的持续迭代,我们始终希望在一个真实可感的情境中,让学生把学科知识用活、用深,在解决问题中全面提升综合素养。”
从“传统实验”到“智慧实践”,九年来,“挑战二师兄”早已不只是一项校园趣味活动,更成为一门融合科学、数学、工程与团队协作的跨学科课程,持续点燃着学生对科学的热爱、对真实世界的好奇与探索欲。
来看看这些年
大家如何给“二师兄”称重——
2018年,模拟天平法称猪
2019年,通过在学校沙坑里测出猪站立时的压强,来推算体重
2020年,用杠杆原理支起了猪,并算出它的体重
2021年,利用阿基米德定律和等效替代法,向“曹冲称象”致敬
2022年,运用平衡力称猪
2023年,利用了胡克定律
2024年,改良“马德堡半球”实验称重
2025年,通过“液体压强”来“称猪”
(来源:潮新闻)