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1、探究酒杯中的秘密内容摘要现代人们的生活水平逐步提高,在解决温饱之余,经常在饭前或饭后小酌,特别是到了节假日,亲朋好友的聚会免不了要喝酒。酒量不是每个人都是那么好,不会喝酒的人有时候就很容易醉。那倒底有没有办法让自己少喝点酒呢?于是,我们就想用数学知识来研究酒杯中的奥秘。我们通过对酒杯的形状与所喝酒量的研究,不仅学会通过计算,从纯数学的角度分析探寻得酒杯中的秘密,而且在查找相关资料时了解到一些关于酒的小常识。关键词酒杯数学思考一、问题缘起的背景国庆佳节,我和爸爸到朋友家做客,这位朋友很好客,留我们吃午饭。爸爸就和朋友喝起酒来。爸爸的酒量不好,没喝多少就醉了。我们知道,小酌怡情,大醉伤身,我想如何
2、让父母辈在酒桌上少喝几杯呢?我发现酒桌上的酒杯各式各样,除了漂亮的酒杯让人感觉良好外,是否还有其它值得思考呢?二、问题研究目的及意义(1)针对所选择的研究主题的特点,通过实验来研究不同酒杯所装的酒量比较。(2)通过实验分析,学会观察、记录、分析、总结等研究方法,形成坚持不懈的探究精神,培养我们的观察能力、分析能力、合作能力、总结能力。(3)通过对本课题的实践与探索,提高我们动手实验的能力,增强我们的合作意识,拓宽我们的学习视野,同时也增加我们的数学知识。(4)通过活动,增加我们的动手实验经验,加深我们的提问探索能力。三、研究小组人员及分工组员:詹孝军林晓詹孝军:动手实验、研究计划的制订林晓:动
3、手实验、研究报告的撰写四、研究的内容和方法本次研究活动主要研究内容包括:第一,提出问题;第二,动手实践;第三,计算数据;第四,比较分析;第五,汇总实验小结。我们主要采用的方法有观察法、实验法、经验总结法。本课题的主要工作包括:制订对实验过程的计划,进行对实验结果的数据记录,进行分析数据,通过实验结果,归纳出酒杯中的秘密。五、实验探究过程我和同学商量通过实验去寻找答案。我们发现酒杯的形状大致有这么几种:圆柱形的(口和底半径一样大)、圆台形的(上口大底下小)。我们把实验分成两个来做。(一)实验一:不同半径的圆柱体杯子,相同量的水的高度测量。1 .实验与结论我们准备了三种玻璃杯(1)底面直径:6.6
4、厘米高:20.1厘米(2)底面直径:5厘米高:13.6厘米(3)底面直径:4.8厘米高:12.4厘米我们利用量筒把200ml的水先倒入底面直径为4.8厘米的杯子,测得水面高度为11厘米,再把20Oml的水倒入底面直径为5厘米的杯子,测得水面高度为10厘米,然后把20OmI的水倒入底面直径为6.6厘米的杯子,测得水面高度为5.8厘米。根据数据分析,半径增加0.1厘米,保证体积不变,高度减少1厘米;半径增加0.9厘米,保证体积不变,高度减少5.2厘米。半径变化小,高度的变化很明显。讨论得出结论:瘦高身材更唬人,想少喝酒,要选择瘦高杯子。2 .探究与归纳为什么瘦高杯子让人感觉量更多?如右图,左边那个
5、圆柱体的体积看上去是不是更大一些呢?其实,这三个圆柱体的体积是相同的。通过计算,若设A杯子的半径为r,装入一定量的水,高-r-度为h,把水倒入B杯子,半径为A杯子的n倍,可算得横截面积会扩大到原来的倍,因为体积保持不变,它的高度必11须要缩小到原来的O如:把一个圆柱体的半径缩小n100.9 0.9显得多,于是乍看上去体积似乎变大了。看上去似乎是微不足道的;然而,要想让圆柱体的体积保持不变,高度必须要增加到原来的一?,大约是1.23倍。从视觉上看,23%的高度变化要比10%的半径变化明(二)实验二:不同形状的杯子,相同量的水的高度研究。1.实验与计算我们准备了两个玻璃杯(I)圆柱体的杯子:底面直
6、径为5厘米(2)圆台形的杯子:大口直径为8厘米,小口直径为4厘米我们也利用量筒把200ml的水倒入底面直径为5厘米的杯子里,测得水面高度为10厘米,再把20Oml的水倒入圆台体的杯子里,测得水面高度约为7厘米。这样的计算似乎没有得到启发。好象不是每次都会倒得很满,这样子,哪种杯子可以倒装点酒呢?这时需要圆台的体积圆台体积公式V = ;TrMH2 4- r2 + 7? r)公式描述:公式中r为上底半符、R为下底半价、h为高.计算公式,我们上网找到了圆台的体积公式:为了方便计算:我们把杯子的底面半径都取作整数,(如右图)整个杯子的容积为:16(12221x2)43.96但液面高度只达到整个酒杯高度
7、的,因此液体体积为:6-5(12+1.82+11.8)31.61体积相差:43.9631.61=12.3512.3543.96=0.281=28.1%,也就是如果高度减少体积就会少掉L了。642.思考与归纳可是,为什么仅仅少了L的高度,就能少喝的酒呢?我们仔细观察圆台体杯子。64原因在于半径与体积的关系在作怪。人们总是关注酒杯液面的高度,却忽视了倾斜的杯壁对体积的影响。如果半径扩大n倍,横截面积将会扩大n的平方倍,因此,靠近杯口的位置占据的空间比人们想象中的更多。六、研究收获1 .经过了实验与计算之后,我们知道了当半径相差不大的时候,圆柱体杯子比圆台的体积小,装的酒就会没圆台多。2 .健康问题
8、:我想对那些酒喝得多的人说:“过量饮酒对健康极为不利。酒的主要成分是乙醇,在其代谢过程中会对肝细胞产生毒性损伤作用。主要表现在以下几个方面:(1)急性酒精中毒。引起情绪不稳定、知觉和记忆障碍、视力减退、平衡失调;头晕、复视、肌肉协调减退、共济失调、语言含糊;昏迷不醒、感觉缺失、听觉和触觉减退,可能导致呼吸中枢麻痹、循环衰竭而致死。(2)慢性酒精中毒。为长期饮酒造成的对酒精的依赖性,形成酒瘾,消化系统疾病。如反流性食管炎、急性胃炎、胃溃疡、急性胰腺炎、慢性胰腺炎、酒精性肝病。(3)少喝小妙招:细长的杯子看起来装得更多;圆台形的杯子空出上部可以大大减少酒量。3 .酒杯中都有数学,说明数学离我们并不远。我们通过这次数学实践活动了解了数学与生活的广泛联系,学会综合运用所学的知识和方法解决简单的实际问题,加深对所学知识的理解。我想我们应该到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处。