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影视中谬误的发掘在物理教学中的应用*

2014-06-27

物理通报 2014年3期
关键词:平面镜浮力错误

颜 沸 莫 滨

(南京市莲花实验学校 江苏 南京 210041) (南京市第十八中学 江苏 南京 210022)

影视作品中,经常遇到体现物理方法、原理、规律的场景,许多教师将之应用到物理教学中,学生很感兴趣,教学效果良好.但是影视作品中的物理知识,也有不少是错误的.其中有因为夸张而故意违反物理原理的喜剧片,有无心之错故事片,有不合常理的科幻片,最不应该的是错误的科教片.如果在教学中将这些错误之处播放给学生欣赏,让学生自己查找出其中的错误之处,会使得印象更加深刻,对知识的理解能够更进一步.这是因为人们的习惯心理,否定他人比欣赏他人在潜意识中更有内驱力.

本文将通过实例来说明如何在影视作品中进行查错,以此促进物理教学,寓教于乐.

1 绝对零度问题

我们先来看一部权威的作品,2011年9月29日的CCTV的科教片《打造天宫》片段.其中对太空中的恶劣环境是这样介绍的,“阳光下温度最高可达300 ℃,阴影下温度则在零下300 ℃.”如图1所示.我们知道绝对零度也不过是-273 ℃.让学生通过自己找出影片中的错误来理解绝对零度,比教师单方面强调绝对零度的具体数值要有趣得多,记忆也深刻得多.同时,学生也对如此权威的节目中竟会出现如此低级的错误,感到不可思议,从中体会到不能迷信权威.

图1 CCTV2011年9月29日《打造天宫》截图

2 浮力问题

电影《加勒比海盗1:黑珍珠号的诅咒》中,当特纳和杰克为了要偷偷地登上停在外海的船舰,他们偷了一艘木船,将木船倒置并罩住头,然后潜入海中,靠着小船中的空气,抬着船体在海底行走,如图2所示.

图2 《加勒比海盗》截图

这其中牵涉到的物理问题不少,所以有教师对此加以充分利用.该教师请学生思考了两个问题:

(1)在水底抬船还有什么好处?(船体受到水的浮力)

(2)为什么倒置的船体里面不会灌水呢?(大气压强及液体内部压强的计算)[1].

我们认为,教师在此处对浮力的思考是错误的.

首先,木头的密度一般情况下小于水,木头在水中不能下沉,作为木船,我们更不可能选用密度大于水的木料,因为在影视作品中的海难场景,木船碎片都是漂在水面上.

其次,倒扣时船舱内有空气,在水底会增大排开水的体积,增大浮力,而重力不变,会出现浮力大于重力而上浮的情景.这种情况下铁船都有可能浮在水面,更妄论木船了.所以我们平时看到的木船,无论是正常状态还是翻船状态都是漂浮的.人的密度和水大致相等,人受的浮力和重力大致相等,对船的浮沉几乎没有影响.

如此考虑之后,学生对浮力的理解应该能更进一步,对轮船这种浮沉条件应用的实例会易于理解.

3 摩擦起电问题

电影《怒火攻心2:高压电》中,主角查夫·查利尔斯心脏被偷,取而代之的是一个用电池来提供能量的人工心脏,想要保命就得保持常规的电流输送维持人工心脏工作.其中有一个场景就是用到了摩擦起电.电影介绍,“皮肤间的接触产生静电,两个物体的摩擦导致电子的转移.”所以查夫·查利尔斯就拿自己的手臂皮肤和别人手臂皮肤摩擦来起电,给人工心脏充电,如图3所示.

图3 电影《怒火攻心2:高压电》截图

其中摩擦起电的解释倒也正确,但是少了前提,不同物质的原子核束缚电子的本领不同.两人手臂皮肤属于同种物质,束缚电子本领相同,电子无法转移,不能产生电.人是导体,站在地上产生的电会被大地导走.摩擦起电产生的是静电,电荷运动形成瞬间电流,而电器工作和蓄电池充电需要持续电流.当然,教师在不同的教学阶段,可以让学生来查找不同的错误,但是其中的摩擦起电的错误最有趣.

4 平面镜成像问题

电影《南方传奇》中一个场景,警官罗纳德·艾文纳对着平面镜,通过自己在镜子前所尝试的一系列动作,发现镜子里自己像的动作慢半拍,如图4所示.因为这是一部科幻片,影片是用不同时空来解释的.我们在教学中可以让学生判断,依据我们现在的知识,你是如何判断其不可能,或者影片中的场景有何处错误.

图4 电影《南方传奇》截图

分析:人与镜大约1 m,人体漫反射出的光线经过平面镜反射到达人眼,大约2 m,时间大约6.7×10-9s,人眼的视觉暂留时间大约是0.1 s,所以不可能感觉到动作慢半拍.而影片中究竟慢多少,我们以拔枪对准平面镜的镜头进行分析,大约36帧,而视频为24帧/s,所以像滞后约1.5 s,则光速为

也可以从相对论的角度进行分析,根据公式

平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,观察影片中有哪些地方正确的,哪些地方穿帮了,也是很有趣的事情.学生发现罗纳德·艾文纳衣服上的字母符合镜面对称,但是背景却有许多不符合的地方,例如墙上的灯,灯边上的涂鸦都不符合镜面对称.通过这些有趣的活动,学生普遍注意了平面镜成像作图的对称问题.

以上这些分析、计算都很有趣,无论是从初中的角度,还是从高中的角度,对学生的能力提高都很有帮助,

5 平抛运动问题

电影《的士速递1》中的一个场景,3辆车在高架桥上飙车,高架桥上有一段断桥,其中犯罪嫌疑人的两辆车腾空而起,恰巧到达对面的断桥,如图5所示.

图6 电影《的士速递1》截图2

电影的情节设计很精彩,但是不符合物理原理,从图6中看出,汽车从左边驶过来时,桥面是水平的.我们就分析最简单的情况,不计阻力,车辆离开桥面后应该是做平抛运动,会坠落在桥下,无论如何也到达不了对面.但是影片拍摄成在空中做匀速直线运动,那当然正好能到达对面的桥面.我们也可以结合初中的知识加以分析:汽车离开桥面后继续向前,属于惯性问题;但是汽车在空中运动的过程中受重力的作用,其运动状态会发生改变,向下运动,影片中的现象是不可能发生的.

6 建议

如果影视作品只是存在物理知识错误,教师在课堂播放时记住起始时刻即可,当然若能够截取选用片段会更好.如果电影存在不适合学生观看的场景,教师应该事先对视频进行编辑、选取合适的片段.因为一部比较长的影片选取起始时刻,很难一次性准确定位,可能会无意中拖动到学生不宜的场景.对于这些电影,不宜告诉学生影片名,例如上述的电影《怒火攻心2:高压电》就是这样一部影片,但是本文中所采用的是完全健康的一个场景.

截取影视作品的部分片段,需要采用视频编辑工具,例如使用“格式工厂”这一款免费软件,将之转化为WMV格式,可以直接嵌入PPT中.至于屏幕截图,最简单的方法就是按Prt Sc键,进行屏幕复制,然后粘贴到Windows操作系统自带的画图软件中,即可进行简单编辑.

教学中所选用的错误类型要新颖,对于那些武侠戏中把人吊起来在空中飞行之类的场景,没有任何利用的价值.对于那些明知道是科幻的场景,例如和外星入侵者决斗之类的影片,如果从目前尚未发现外星人这个角度来说明其不可能性,同样没有任何意义.但是如果思考太空中没有传声介质,太空中的打斗我们不可能听到声音,这就完全可以加以利用.所以教师应该选择那些常人不经意会忽略的错误,尤其是一本正经配上原理解释的那些错误,这样有助于提高学生的综合应用物理知识的能力.

参考文献

1 庞敏.电影科学资源在中学物理教学中的创新用法:[硕士学位论文].江西师范大学,2007

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