科学小实验:神奇的莫比乌斯环

  科学小实验:神奇的莫比乌斯环
 
  福安市八一小学陈巧铃
 
  适用年级:小学1-6年级
 
  孩子们,今天老师要给大家带来一个神奇的环,它的名字叫做莫比乌斯环,想必大家都在疑惑,一个环有什么好神奇的呢?下面老师就带领大家一起走进这个神奇的环吧!
 
  一、实验材料:
 
  儿童安全剪刀、双面胶或透明胶、A4纸、彩笔。
 
  二、实验步骤
 
  1.第一步:
 
  用儿童安全剪刀将一张A4纸剪成3条大小相等的长方形纸,再在剪出的三条纸带的一头,分别贴上胶布。
 
  2.第二步:
 
  将第一条纸带首尾相连,粘在一起,用彩色笔沿着其中一面的中间画一条直线,再用剪刀沿着这条线剪开,此时,你会发现这个宽圆环变成了两个一样大的窄圆环。
 
  3.第三步,将第二条纸带的其中一端旋转180°后,再把首尾相连,粘到一起。用彩色笔沿着其中一面画一条直线,再用剪刀沿着这条线剪开,这时候神奇的事情发生啦!原来的宽圆环变成了一个又长又窄的大圆环。(宽度是原来的一半,但长度是原来的两倍。)
 
  4.第四步,将第三条纸带的其中一端旋转360°以后,将首尾粘到一起。用彩笔沿着中间画一条直线,再沿着这条线剪开,你会发现,宽纸带变成了两个扣在一起的窄纸带,长度和原来一样。
 
  5.接下来看孩子们大展身手啦!
 
  亲子展示:
 
  1.看我剪出了两个圆环
 
  2.看我剪出了一个好长的圆环
 
  3.看我剪出的两个圆环扣在了一起
 
  三、实验原理
 
  公元1858年,德国数学家莫比乌斯和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质。普通纸带具有两个面,一个正面,一个反面,所以从中线剪开会是两个环;而旋转180°后的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸环被称为“莫比乌斯环”。从中间剪开一个莫比乌斯环,不会得到两个窄的环,而是会形成一个把纸带的端头扭转了两次再结合的环。而把旋转了360°的环从中间剪开,则变成两个扣在一起的两个莫比乌斯环。
 
  四、实际生活中的应用:
 
  五、知识探索延伸
 
  1.如果旋转黏贴后沿着纸条三分之一或者四分之一处画线剪开,会有什么不用的结果呢?
 
  2.如果旋转540°再画线剪开,又会有什么惊喜呢?
 
  3.还有很多种可能,孩子们请和家长们一起动脑又动手试试吧!

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