课程背景与目标 ：探索物质的各种形态是科学研究的重要内容,学生所熟悉的物质水,可以以冰、水蒸气的形式出现。这些能够直观感受的都是生活中常见的物质形态——气态、液态、固态。自然界是丰富多彩的,拥有各种状态的不同物质,此外,物质在同一个状态类别下依然可能呈现不同的性质。正如固体有晶体和非晶体之分,看上去是液态的物质,按照性质不同,有牛顿流体和非牛顿流体的区别。

　　有趣的现象可以很好地与学生的数学及科学学习结合起来,使学生在观察现象的同时学习物理知识,并使用数学工具对物理量和物理规律进行测定和设想。

　　课程任务：首先了解常规的固体和液体的性质,然后观察非牛顿流体,感受其与生活中常见液体的区别:之后通过精确量取配制非牛顿流体,并确立配方;配制成功后,探索非牛顿流体的性质,并记录和描述。通过完成这些任务,加强对溶液配比、体积、质量的基本认识,提升总结归纳能力。

　　简单来说,牛顿流体一般是指缺乏黏性的小分子纯净物的液体或者低速气体,非牛顿流体一般是指较大分子物质的溶液、纯净物或者高速流动的气体。两者在概念上的区别在于,非牛顿流体的剪应力与剪切应变率之间不是线性关系,简单来说在被击打的时候非牛顿流体不会快速做出形变反应。

　　非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然中。教师可以先让各小组头脑风暴,讨论他们熟悉的生活中的非牛顿流体,再向他们导入非牛顿流体的例子。

　　人身上的血液、淋巴液、囊液等多种体液,以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体;高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般也为非牛顿流体。

　　食品工业中的番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、熔化巧克力、面团、米粉团,以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。

　　教师出示两个较大的透明玻璃缸器皿,向其中一个器皿倒入半瓶洗洁精,向另个器皿倒入等量的水,同时用玻璃棒在两个器皿内进行搅拌,让学生观察现象。可观察到洗洁精(非牛顿流体)旋转时似乎被吸附在了玻璃棒上,形成凸面:而水则似乎附着在容器壁上,形成凹面。

　　(1)任务:教师要求学生配制浓度差异较大的非牛顿流体的溶液,然后让学生进行实验,体会非牛顿流体的性质随着溶液浓度变化而改变,进而试着将不同点总结出来。

　　拓展思考:结合教师在课堂上讲授的内容,高速流动的空气可以变为非牛顿流体,说一说在魔幻小说中才能出现的透明的空气墙是否有可能变为现实,为什么。

　　教师要求学生用洗洁精进行虹吸实验。操作方法:使用一个装满洗洁精的烧杯和一个空烧杯,将装满洗洁精的玻璃弯管连接两个烧杯,空烧杯侧的弯管出口要低于另一个烧杯中的洗洁面。利用非牛顿流体的特点和各色食用色素,制作一个彩色的虹吸。要求虹吸临近原液面的管口要高于另一侧液面,越高越好。然后换用水来进行同样的实验,观察有哪些不同。

　　总结一下,根据各组的结果,用洗洁精进行虹吸作用,弯管高于液面的高度极限是多少?这个值是固定的吗?如果不是,是否和某些因素相关?

　　拓展思考:在宇宙中,如果用搅拌机搅拌出一个非牛顿流体的液球,我们突然对这个悬空的液球击打一拳,会出现什么现象?

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