數完“一億粒大米”的學生都不及格!物理實驗說明其醉翁之意不在米!

[日期:2019-04-08] 作者:物理組 次瀏覽 [字體: ]

      物理這門學科非常有意思,但是由于比較難學,成了很多中學生們的噩夢。

      可是,由于物理是以實驗為基礎的,所以其任何結論的得出都有著科學方法的依據。

      比如,近期火爆網絡的“一億粒大米”問題,雖然這位數學老師布置的作業(yè)是讓學生們回家數一億粒大米,甚至還讓學生帶回學校。但是,這道題卻是一道非常有意思的題,可以讓學生發(fā)散思維,那些回到家以后就不動腦子開始數大米粒的同學是太懶于思考問題了,而真正完成作業(yè)并且數完大米粒的同學,真的是讓人匪夷所思,家里是有糧倉么?竟然有那么多的大米???

      其實,“一億粒大米”問題是一道非常好的發(fā)散思維訓練題,可以這么說:真正認真去數大米粒并且數完的同學,是不存在并且也不及格的!因為時間上和條件上都不允許學生們真正數完。

       為什么這么說呢?我們先來說一個數學家高斯小時候的故事吧。數學家高斯十歲時,有一天數學老師出了一道題,讓學生們把整數從1加到100,在其他學生們都在滿頭大汗的把整數從頭開始相加時,高斯卻一動也不動,過了幾秒之后,寫下了自己的答案!老師一個一個的檢查學生們的答案,走到高斯跟前后,發(fā)現只有他的答案是正確的,而且只有高斯是做的最快的,老師吃了一驚,高斯的解釋是1+100=101,2+99=101,3+98=101 ……49+52=101,50+51=101,共計50對和為101的數目,所以答案是50×101=5050。

       這個故事告訴了什么問題呢?這則故事告訴我們,方法有多么重要!不找方法的蠻干有多么費時費力而且不討好!在遇到任何問題時,都一定要先動腦、先發(fā)散思維,多想一下有多少種解決方案,然后從中選擇一個最佳方案去解決!

       所以,我們應該明白了,火爆網絡的這道“一億粒大米”問題,其實并不是真的讓學生們去一粒一粒全部數完,這既不現實、也太懶惰。這個問題其實是想引導學生們去開動腦筋,活躍思維,尋找各種解決問題的方案!

       今天我們就從中學物理的角度用實驗方法把這個問題解答出來。所用的物理器材只是一個彈簧秤。

 第一步,把彈簧秤調零。看清量程和分度值!

 第二步,測量空桶的重力。為0.05N。

 第三步,測量出0.25N大米。(加上空桶應該是0.3N)

 第四步,倒出后,數出這堆大米的粒數。

 第五步,重復以上三四步驟做兩次。并數出另外這兩堆大米的粒數。

 第六步,求出這三堆大米的粒數平均值。

 第七步,根據中學物理重力與質量關系式以及單位換算和比例關系,求出一億粒大米的個數與質量關系。于是得到以下結論。很顯然如果真正去一粒一粒的數,學生們不可能數完,也不可能背到學校去。

       按照物理實驗的要求,至少要做三次實驗才能使得到的結論具有普遍性,通過以上物理實驗得到的是估計值,此估計值應該是非常接近真實值的。當然由于大米種類不同,好壞不同,存放時間不同,會導致質量以及體積不同,所以得到的結果也會有所不同。

      此問題還會有很多其他方法去解決,就請中學生朋友們發(fā)散思維,發(fā)表自己的看法和方法吧。

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