1月19日上午，杭州市丁蘭實(shí)驗(yàn)中學(xué)的同學(xué)們迎來了本學(xué)期休業(yè)式前的最后一項(xiàng)挑戰(zhàn)，為學(xué)校飼養(yǎng)的黑豬稱體重。

“挑戰(zhàn)二師兄”是學(xué)校傳統(tǒng)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動，自2017年學(xué)校建造了小型生態(tài)牧場以來，“挑戰(zhàn)二師兄”項(xiàng)目化課程已經(jīng)陪伴同學(xué)們8年。每年，師生都會齊心協(xié)力“大開腦洞”，運(yùn)用科學(xué)知識來給豬稱重。

往年，大家用過的方法有不少，比如模擬天平法、沙坑測豬壓強(qiáng)、杠桿原理、胡克定律、改良“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)等給豬稱重。

今年，一個(gè)新創(chuàng)意又誕生了——通過“液體壓強(qiáng)”來“稱豬”。

同學(xué)們畫的稱豬示意圖

怎么用這個(gè)原理，測量出“二師兄”的體重？

為了更好地完成稱豬挑戰(zhàn)，同學(xué)們反復(fù)“彩排”，進(jìn)行多次模擬實(shí)驗(yàn)，在盡可能地減小誤差的基礎(chǔ)上，確保方案的可行性及稱豬數(shù)據(jù)的有效性。

上午9點(diǎn)不到，“趕豬小隊(duì)”的隊(duì)員們穿上了防水服，向著“二師兄”的住所出發(fā)。

每年的“趕豬”環(huán)節(jié)都充滿了歡樂和挑戰(zhàn)。

今天的黑豬個(gè)頭大，但特別乖巧?？赡苁且恢粚茖W(xué)實(shí)驗(yàn)很感興趣的黑豬，沒一會，它就很配合地走進(jìn)了籠子。

很快，同學(xué)們運(yùn)送黑豬來到了模型池。

等待中的稱豬小隊(duì)，在老師的指導(dǎo)下，早早組裝好了液壓稱豬裝置。

兩個(gè)水囊分別連接粗管，一端用礦泉水瓶剪下的一部分固定在一起，再接上透明軟管。透明軟管里是紅色的液體，方便讀數(shù)。

911班的洪晨凱介紹了稱豬的原理。

黑豬放上水囊后，對水囊產(chǎn)生的壓力相當(dāng)于豬的重力，而產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于軟管中液體增加的壓強(qiáng)，根據(jù)G豬/s=ρ水g（h2-h1），可以推導(dǎo)出豬的質(zhì)量m=ρ水（h2-h1）s。

同學(xué)們將豬和豬籠一起放到水囊上，標(biāo)記此時(shí)的液面高度h2。此前，大家已經(jīng)測好了水囊的上表面積s，并將豬籠放在水囊上，標(biāo)記液面高度h1。

用刻度尺測量出液面高度差后，就可以通過推導(dǎo)出的公式測出豬的質(zhì)量。

多次實(shí)驗(yàn)取平均值后，同學(xué)們測出黑豬的質(zhì)量為134.75千克，這與直接稱出的黑豬質(zhì)量133千克非常接近。

洪晨凱說，這是他第三次參加稱豬活動?！皬某跻坏匠跞磕晡叶紖⒓恿?，非常有意思！”

他表示，稱豬活動讓大家嘗試用課本所學(xué)知識來解決實(shí)際問題，同學(xué)們和老師們不斷嘗試，修改稱量方案，感受到科學(xué)探究的魅力和科學(xué)家們的不易。

一位七年級的稱豬隊(duì)員告訴記者，以前就聽說過學(xué)校的“挑戰(zhàn)二師兄”活動，一直想來參與?！肮娇梢赃@么有趣，課本知識應(yīng)用到實(shí)際生活中后，變得通俗易懂了。我們下學(xué)期科學(xué)課會學(xué)到測量，我超級期待！”

杭州市丁蘭實(shí)驗(yàn)中學(xué)書記吳軼玲表示，“挑戰(zhàn)二師兄”項(xiàng)目長期以來都是學(xué)校項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的明星項(xiàng)目。在這個(gè)項(xiàng)目里，學(xué)生們面對真實(shí)的情境任務(wù)，思考如何將學(xué)科知識運(yùn)用到實(shí)踐中，把所學(xué)知識和實(shí)際生活緊密相連。這種方式極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，讓他們對知識的理解更加透徹，顯著提升了學(xué)生的學(xué)科興趣與學(xué)習(xí)動力，同時(shí)，學(xué)生的綜合素養(yǎng)也在實(shí)踐中得到了充分鍛煉。她還表示，明年學(xué)校將繼續(xù)創(chuàng)新稱豬方法，也歡迎有創(chuàng)意、有想法的同學(xué)積極分享“金點(diǎn)子”。

來看看這些年

大家如何給“二師兄”稱重——

2018年，模擬天平法稱豬

2019年，通過在學(xué)校沙坑里測出豬站立時(shí)的壓強(qiáng)，來推算體重

2020年，用杠桿原理支起了豬，并算出它的體重

2021年，利用阿基米德定律和等效替代法，向“曹沖稱象”致敬

2022年，運(yùn)用平衡力稱豬

2023年，利用了胡克定律

2024年，改良“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)稱重