素 文

2009年9月的一天，沈陽(yáng)市和平區(qū)鐵路五校的同學(xué)們興高采烈地迎來(lái)了沈陽(yáng)市科協(xié)的科普大篷車，車中神奇的展品將深?yuàn)W的科學(xué)道理告訴了同學(xué)們，學(xué)生們?cè)趧?dòng)手、動(dòng)腦的觀摩實(shí)踐中學(xué)到了科學(xué)知識(shí)?！肮鈮猴L(fēng)車”、“雅各布天梯”、“無(wú)弦琴”、“氣流音樂(lè)轉(zhuǎn)盤”……這些聽起來(lái)趣味橫生的名字，個(gè)個(gè)都是“寶”，它們是運(yùn)用物理學(xué)、光學(xué)原理做成的，也是科普大篷車車載的展品。您想了解它們嗎?那么就帶您走進(jìn)科普大篷車。

“勾股定理”也叫畢達(dá)哥拉斯定理，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為a²+b²=c²。這個(gè)展品的玩法是，學(xué)生轉(zhuǎn)動(dòng)展品中的圓盤，讓大方框向下，正好裝滿兩個(gè)小方框的沙量，觀察兩個(gè)小方框的沙量與大方框容積之間的關(guān)系，通過(guò)沙子的流動(dòng)觀察圓盤中矩形框之間的體積關(guān)系。展品能夠讓學(xué)生了解直角三角形三條邊之間的平方關(guān)系，了解勾股定理的非數(shù)學(xué)證明方法。讓學(xué)生更加明了在直角三角形中，短直角邊為“勾”，長(zhǎng)直角邊為“股”，斜邊為“弦”，a為勾，b為股，c為弦。這里用“邊一邊的平方(面積)一體積(沙量)”的方法更加直觀地證實(shí)了勾股定理。

錐體上滾展品要演示的原理是在重力的作用下，物體都有降低重心的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，錐體不可能自動(dòng)上滾。這個(gè)展品的玩法是，學(xué)生將展品中錐體移至軌道的低處，松開手，觀察椎體滾動(dòng)的情況。用手測(cè)量一下就知道了，錐體在軌道低端時(shí)其最低點(diǎn)距臺(tái)面的高度比其位于軌道高端時(shí)最低點(diǎn)距臺(tái)面的高度要大。即錐體從軌道低端向軌道高端滾動(dòng)的同時(shí)，實(shí)際上降低了自己的重心。通過(guò)展品的演示讓學(xué)生明白任何物體在重力場(chǎng)中，受到重力的作用，都會(huì)有降低重心的趨勢(shì)。仔細(xì)觀察，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)錐體在低端，與軌道的接觸點(diǎn)是錐體最粗的部分；而在高端，與軌道的接觸點(diǎn)是錐體最細(xì)的部分，由于軌道的張角恰好適合錐體的錐度，因此就產(chǎn)生了錐體“上滾”的效果。

流體的機(jī)械能守恒定律既伯努利定理，這就是展品聽話的小球要演示的原理。這個(gè)展品的玩法是，學(xué)生按下展品中的啟動(dòng)鈕，把一只泡沫球放在上噴口的氣流中，泡沫球就會(huì)在半空中懸浮。這是由于噴流有一定的速度，致使周圍大氣的壓力高于噴流，并因此使周圍大氣從四周涌向中心，從四周流入的氣流對(duì)球體形成一個(gè)環(huán)形的護(hù)圍，于是球體在噴流的托舉和四周涌入氣流圍護(hù)的雙重作用下而懸浮在空中。若把球放在下噴口中，則噴出的氣流非但不能把球吹走，反而把吸在喇叭形噴口之中。當(dāng)球體靠近噴口時(shí)，由于噴流從球體上向下噴出，根據(jù)伯努利定理可知，球體上方的壓力將低于下方的大氣壓力，由于兩者之間的壓差大于球體的重量，球體就被壓在(托舉在)噴口下方不被吹離。

雙曲狹縫展品演示的原理是，與兩定點(diǎn)的距離之差等于定量的點(diǎn)的軌跡是雙曲線。它的方程式是x²／a²-y²／b²=1。這個(gè)展品的玩法是，學(xué)生可以緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)展品中的直棒，看“剛直不阿”的直棒如何從彎曲的槽中通過(guò)的。通過(guò)操作可以領(lǐng)會(huì)直線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)在空中劃出一種被稱為雙曲面的立體圓形，從雙曲面的頂端到底部沿彎曲的邊緣劃出的線稱為雙曲線，立板上所刻的曲線就是雙曲線。而且也正好與直棒所劃出的雙曲面相符，因此直棒才能巧妙地穿過(guò)它。通過(guò)觀察雙曲面的形成以及轉(zhuǎn)動(dòng)直桿穿過(guò)彎曲的雙曲線隧道的神奇現(xiàn)象，學(xué)生加深理解了幾何學(xué)中點(diǎn)、線、面的內(nèi)在聯(lián)系，品味到了數(shù)學(xué)中的無(wú)盡奧妙。

猜生肖展品要演示的原理是：采用二進(jìn)制編碼電路，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行判斷，然后通過(guò)指示燈顯示結(jié)果。這個(gè)展品的玩法是，在展臺(tái)上有四張表格，每張表內(nèi)列有若干生肖。若沒有您的姓氏，按下對(duì)應(yīng)的按鍵，最后按下右側(cè)的確認(rèn)鍵，會(huì)顯示出您的生肖(相應(yīng)的燈亮)。其實(shí)這是一種計(jì)算游戲。這里的四張表分別代表二進(jìn)位數(shù)的四個(gè)數(shù)位，二進(jìn)位數(shù)只用0或1表示。將生肖編上號(hào)再換算成二進(jìn)位數(shù)，若代表某生肖的二進(jìn)位數(shù)中有幾個(gè)數(shù)位是1，則將該姓放入相應(yīng)表中。這樣當(dāng)您按下邊鍵時(shí)，便確定了您的生肖的二進(jìn)制代碼，這樣就可“猜出”您的生肖。

科普大篷車中共包含25件聲、光、電教具與展品，涉及的內(nèi)容包括電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)、生命科學(xué)、天文學(xué)、多媒體、新材料等。科普大篷車是集科技館展覽教育、科普畫廊宣傳教育、科教圖書、影像的傳播教育為一體，以科學(xué)性、知識(shí)性、趣味性、參與洼和實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn)，把科技館搬到了田間地頭、鄉(xiāng)村集鎮(zhèn)、中小學(xué)。這座流動(dòng)的科技館在一定程度上彌補(bǔ)了我國(guó)科技場(chǎng)館等科普設(shè)施空間分布不均的缺陷，增加了公眾獲得科技知識(shí)和信息的機(jī)會(huì)。