尤爱惠 陈显盈 柳冠凡

摘   要：利用“物理发明”玩具开发中学物理系列实验，演示各种重力看似减小或消失的趣味现象，不仅体现STEM理念，也有利于学生物理核心素养的培养。

关键词：重力减小现象;“物理发明”;系列实验;STEM理念

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2020）10-0046-4

据说2020年2月11日这天地球引力最小，于是大家在家里用“扫帚”做实验，并在微信群晒同一个有趣的现象：一把“直”立不倒的扫帚。這些现象好像违背了物理规律，那么真的是重力减小了吗？

物理课程标准提倡师生利用身边随手可得的生活用品自制教具进行实验。“物理发明”作为在学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的物品或过程，结合物理知识加以改进、改革和创新的物品或方法，在发明或使用过程中往往蕴含着深奥的物理现象或物理原理，如立而不倒的陀螺就是一种常见的“物理发明”玩具。如图1所示，我们利用生活中的各种“物理发明”玩具开发并演示了各种“立而不倒”“浮而不沉”“悬而不掉”“爬而不滑”“转而不坠”“吹而不落”及“升而不降”等重力看似减小或消失的趣味现象。

1    “立而不倒”的重力趣味实验

下面介绍几种利用类似陀螺的“物理发明”玩具演示“站立”而不倒的趣味实验现象（见表1）。对于“直”立而不倒的扫帚，实验时只要扫帚的重心O在地面的投影点O'落在支持面内部，就能保持“直”立而不倒，是一种不稳定平衡;“人体不倒翁”演员可翩然来回摆动，最大幅度接近90°，其原理与……