“科普-2016年春-朱房村-第二次活动-课程提纲”的版本间的差异

2016年7月20日 (三) 15:00的最后版本

科普 自行车'&'潜水艇（浮力）
自行车的好处（5’）
自行车不需要花费大量的化石燃料，比如汽油、柴油，煤炭。自行车能够做到这一点，是因为它能够有效地把我们身体产生的能量转换成动能（90%以上）。相比之下，汽车引擎只能将汽油中四分之一的能量转化成有效功率，并在这一过程中制造各种污染。自行车是人类目前为止发明的最有效的交通工具。
你的能量跑哪儿去了？(5’)
就某种意义而言，自行车是把能量从一种形式转换到另一种形式的机器。自行车运动有时也很辛苦，尤其是在爬坡的时候。如果你骑得很快，你需要克服你身上风的阻力，有时候路面颠簸不平，也会消耗你的能量。
自行车车架如何运行(10’)
一般自行车的车架是由牢固的、廉价的钢管（中空）或者以钢铝所制的较轻的合金。赛车通常是由碳纤符合材料组成，所以赛车更佳昂贵，但是更坚固，也更轻便，不易生锈
车架不仅仅是承载你的重量：其三角形结构（通常是两个三角形组成一个菱形）是通过精心设计以分散你的重量。自行车结构中，有角度倾斜的车把设计，是为了将骑车者的体重或多或少均匀地分配在前轮和后轮。如果你仔细想想就会发现这非常重要。如果你的重量集中在后轮，当你爬坡的时候，你会向后翻倒；同样地，如果你的前轮没有承担多少重量，你每一次下坡的时候都会摔得头朝下。事实上，所有的自行车架都会有一点弯曲和曲折，从而减缓一部分骑车时的震动。
自行车的A形结构是一个十分牢固的结构，它将骑着重量分配在前轮和后轮之间。它使得骑者爬坡之时能够前倾，将能量最大程度转换成自行车动能，并保持平衡。
自行车车轮(5’)
脚蹬子和齿轮在中央旋转车轴。车轴只在短距离内旋转，但对车轮的运用意味着同时外轮会转得更远，这就是为何轮子能够让你跑的更远。
最终，轮胎还是要承担骑者所有重量的，车轮中的辐条能防止车轮弯曲。每个车轮大约有30-40个辐条，每一个辐条只需要承担全部重量的一小部分，坚固且轻便。
自行车的三大系统(5’)
1.        导向系统：车把、前叉、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
2.        传动系统：由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮的等部件组成。人脚的瞪力是通过曲柄，链条、飞轮、后轴等部件转动的，从而使自行车不断前进。
3.        制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的车减速、停驶、确保行车安全。
自行车是怎么前行的？(15’)
在骑自行车的时候脚蹬带动后轮转动，蹬脚蹬不能使前轮转动，前轮由后轮在行驶中向前推动。自行车的前行依靠链轮结构：两个飞轮和一条链带动后轮运动。脚蹬处的链轮远远大于后轮上的飞轮，所以当脚蹬一圈的时候，就会带动后轮飞轮转动好几圈，而后轮的飞轮和后车胎的转动的角度是相同的，而车胎比飞轮的半径大，因此转动的距离比较远，我们脚只需要蹬一圈，自行车就可以跑出一大截，因此这就是为什么自行车比较省力又能跑很远距离的原因了。
自行车是如何保持平衡的？(5’)
陀螺效应：旋转的物体具有保持其旋转方向（旋转轴方向）的惯性。物体转动时的离心力会使自身保持平衡。
倒着等脚蹬自行车会不会倒着运动?(10’)
自行车的超越离合器原理：棘轮凹槽在车轮顺时针运动时会卡进凹槽内带动后车轮一起转动，当倒着骑脚蹬时，棘爪划过棘轮凹槽的表面阻碍棘轮的运动同时保持传动轮的静止，因此自行车不会向后行驶，但会发出摩擦的嗒嗒声。
潜水艇工作原理（10’）
潜入水下：排出压力仓内的气体，打开压力仓阀门，增加压力仓内海水
浮出水面：排出压力仓的海水，压缩空气打入压力仓内。
实验1：观察不同物体在水中的沉浮状况
实验2：观察相同形状，不同大小的物体的沉浮情况
介绍死海（10’）说明液体浓度不同导致的沉浮情况变化