科普-2016年春-朱房村-第二次活動-課程提綱

科普 自行車'&'潛水艇（浮力）
自行車的好處（5’）
自行車不需要花費大量的化石燃料，比如汽油、柴油，煤炭。自行車能夠做到這一點，是因為它能夠有效地把我們身體產生的能量轉換成動能（90%以上）。相比之下，汽車引擎只能將汽油中四分之一的能量轉化成有效功率，並在這一過程中製造各種污染。自行車是人類目前為止發明的最有效的交通工具。
你的能量跑哪兒去了？(5’)
就某種意義而言，自行車是把能量從一種形式轉換到另一種形式的機器。自行車運動有時也很辛苦，尤其是在爬坡的時候。如果你騎得很快，你需要克服你身上風的阻力，有時候路面顛簸不平，也會消耗你的能量。
自行車車架如何運行(10’)
一般自行車的車架是由牢固的、廉價的鋼管（中空）或者以鋼鋁所制的較輕的合金。賽車通常是由碳纖符合材料組成，所以賽車更佳昂貴，但是更堅固，也更輕便，不易生鏽
車架不僅僅是承載你的重量：其三角形結構（通常是兩個三角形組成一個菱形）是通過精心設計以分散你的重量。自行車結構中，有角度傾斜的車把設計，是為了將騎車者的體重或多或少均勻地分配在前輪和後輪。如果你仔細想想就會發現這非常重要。如果你的重量集中在後輪，當你爬坡的時候，你會向後翻倒；同樣地，如果你的前輪沒有承擔多少重量，你每一次下坡的時候都會摔得頭朝下。事實上，所有的自行車架都會有一點彎曲和曲折，從而減緩一部分騎車時的震動。
自行車的A形結構是一個十分牢固的結構，它將騎着重量分配在前輪和後輪之間。它使得騎者爬坡之時能夠前傾，將能量最大程度轉換成自行車動能，並保持平衡。
自行車車輪(5’)
腳蹬子和齒輪在中央旋轉車軸。車軸只在短距離內旋轉，但對車輪的運用意味着同時外輪會轉得更遠，這就是為何輪子能夠讓你跑的更遠。
最終，輪胎還是要承擔騎者所有重量的，車輪中的輻條能防止車輪彎曲。每個車輪大約有30-40個輻條，每一個輻條只需要承擔全部重量的一小部分，堅固且輕便。
自行車的三大系統(5’)
1.        導向系統：車把、前叉、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向並保持車身平衡。
2.        傳動系統：由腳蹬、中軸、牙盤、曲柄、鏈條、飛輪、後軸、後輪的等部件組成。人腳的瞪力是通過曲柄，鏈條、飛輪、後軸等部件轉動的，從而使自行車不斷前進。
3.        制動系統：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘，使行駛的車減速、停駛、確保行車安全。
自行車是怎麼前行的？(15’)
在騎自行車的時候腳蹬帶動後輪轉動，蹬腳蹬不能使前輪轉動，前輪由後輪在行駛中向前推動。自行車的前行依靠鏈輪結構：兩個飛輪和一條鏈帶動後輪運動。腳蹬處的鏈輪遠遠大於後輪上的飛輪，所以當腳蹬一圈的時候，就會帶動後輪飛輪轉動好幾圈，而後輪的飛輪和後車胎的轉動的角度是相同的，而車胎比飛輪的半徑大，因此轉動的距離比較遠，我們腳只需要蹬一圈，自行車就可以跑出一大截，因此這就是為什麼自行車比較省力又能跑很遠距離的原因了。
自行車是如何保持平衡的？(5’)
陀螺效應：旋轉的物體具有保持其旋轉方向（旋轉軸方向）的慣性。物體轉動時的離心力會使自身保持平衡。
倒着等腳蹬自行車會不會倒着運動?(10’)
自行車的超越離合器原理：棘輪凹槽在車輪順時針運動時會卡進凹槽內帶動後車輪一起轉動，當倒着騎腳蹬時，棘爪划過棘輪凹槽的表面阻礙棘輪的運動同時保持傳動輪的靜止，因此自行車不會向後行駛，但會發出摩擦的嗒嗒聲。
潛水艇工作原理（10’）
潛入水下：排出壓力倉內的氣體，打開壓力倉閥門，增加壓力倉內海水
浮出水面：排出壓力倉的海水，壓縮空氣打入壓力倉內。
實驗1：觀察不同物體在水中的沉浮狀況
實驗2：觀察相同形狀，不同大小的物體的沉浮情況
介紹死海（10’）說明液體濃度不同導致的沉浮情況變化