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以欹器为例——物理课堂中的人文情怀渗透

阅读量:3711919 2019-10-23


一、缘起近日,高一教学推进到相互作用单元,《重力 基本相互作用》是开篇的一节,其中的难点在于对重心的理解。
通过多方了解,笔者找到了一个非常好的载体——中国古代的欹(音同七)器,它的基本形制如下。
在荀子《宥坐》中如是记载:孔子观于鲁桓公之庙,有欹器焉。孔子问于守庙者曰:“此为何器?”守庙者曰:“此盖为宥坐之器。”孔子曰:“吾闻宥坐之器者,虚则欹,中则正,满则覆。”孔子顾谓弟子曰:“注水焉!”弟子挹水而注之。中而正,满而覆,虚而欹。孔子喟然而叹曰:“吁!恶有满而不覆者哉!”子路曰:“敢问持满有道乎?”孔子曰:“聪明圣知,守之以愚;功被天下,守之以让;勇力抚世,守之以怯;富有四海,守之以谦。此所谓挹而损之之道也。”下面一起看看欹器的工作原理吧,它不仅可以作为容器!古代的中国人,是非常注重通过各种具体物品来暗示人提高自我内心修养的。
二、物理原理剖析
其实,随着水的不断注入欹器的过程,就是在不断改变整个装置的重心位置的过程,从而产生不同的稳度效果。

(支点应该比空的欹器的重心略高一点,也略微偏离中轴线,或者欹器重心偏离其中轴线,而支点在中轴线上)

(加一半水,重心转移到支点下方,出现中正的效果)
(继续加水,使得整个装置重心高于支点)我们可以发现,重心与支点的相对高度关系决定着结构的稳定程度。当重心低于支点时,装置渐趋稳定,动态分析如下图。

当重心高于支点时,装置加快偏离原平衡点,动态分析如下图。

三、感想回头买一个精美一点的欹器,放置在自己的书桌旁,时刻警醒自己该如何做一个中正的人。

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