李榮蕾+曾艷

滾球

滾球是一個(gè)應(yīng)用多種機(jī)械機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)原理的大型封閉裝置展項(xiàng)，通過(guò)操作各個(gè)裝置，使大鐵球在封閉的軌道中循環(huán)運(yùn)行。

觀眾通過(guò)共同協(xié)作可以了解到四連桿機(jī)構(gòu)、滑輪裝置、螺旋運(yùn)動(dòng)等。其中螺旋提升所采用的是阿基米德螺旋機(jī)構(gòu)，它廣泛應(yīng)用于化工、建材、冶金、糧食等部門(mén)。如：蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)，兩軸線(xiàn)間的夾角可為任意值，常用的為90°。它廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車(chē)、儀器、冶金機(jī)械及其它機(jī)器或設(shè)備中，其原因是因?yàn)槭褂幂嗇S運(yùn)動(dòng)可以減少力的消耗。鏈傳動(dòng)是通過(guò)鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。現(xiàn)在的變速自行車(chē)就是利用鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)的。

鎖的構(gòu)造

家里的門(mén)鎖是如何起防盜功能的？鎖芯是如何作用的？鑰匙又是怎么打開(kāi)鎖的呢？鎖在我們生活中的應(yīng)用可以說(shuō)是必不可少的一部分，而鎖的種類(lèi)也是各式各樣。通過(guò)這件巨型的鎖模型，我們可以直觀的看到到鎖的內(nèi)部構(gòu)造，這里為大家展示了幾種生活中常見(jiàn)的鎖，有單邊鎖、十字鎖、管狀鎖、磁性鎖和密碼鎖。通過(guò)插入鑰匙模擬開(kāi)鎖的舉動(dòng)，觀察鎖芯機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，相信大家對(duì)鎖的相關(guān)知識(shí)有了更多的了解。

離心現(xiàn)象

在街邊或者廣場(chǎng)上，時(shí)常能夠看見(jiàn)商販推著一輛制作棉花糖的自行車(chē)或三輪車(chē)現(xiàn)場(chǎng)制作棉花糖。一勺白糖倒進(jìn)機(jī)器中，商販的腳在自行車(chē)的腳蹬來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，手拿小棒不停的在機(jī)器里纏繞，不一會(huì)兒，雪白蓬松的棉花糖就大功告成。它很神奇嗎？其實(shí)不然，下面就讓我們?nèi)タ萍拣^了解它的原理吧？

按下按鈕可以看到中間的A、B兩管內(nèi)裝滿(mǎn)清水，A管內(nèi)放一輕質(zhì)球，浮在管頂部，B管內(nèi)放重球，沉在管底部。當(dāng)二管繞軸以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，A管內(nèi)水的比重大于球，其離心傾向大，球被擠壓到管底部；B管內(nèi)球的比重大于水，其離心傾向大于水，所以球向上運(yùn)動(dòng)，升到管頂部。工業(yè)上常用這種離心分離法，分離不同比重的物質(zhì)。

自己拉自己

當(dāng)我們看國(guó)旗冉冉上升時(shí)，大家是否注意到升旗手卻是往相反的方向——向下拉旗繩？當(dāng)我們看吊車(chē)工作時(shí)，大家又是否注意到，無(wú)論多重的物體，它都能輕而易舉地吊起？那如果我們想把自己拉起來(lái)，有沒(méi)有這個(gè)可能？現(xiàn)在我們就來(lái)親身感受一下吧！

我們可以發(fā)現(xiàn)在展品頂端有一個(gè)定滑輪，它不能省力，但可以改變力的方向。下方安裝的是動(dòng)滑輪，它不能改變力的方向，卻能省力。當(dāng)我們將定滑輪和動(dòng)滑輪組合，就形成了滑輪組，使用它既可以省力，又可以改變用力的方向?；喗M繞過(guò)動(dòng)滑輪用了幾段繩子，提起物體所用的力就是總重的幾分之一。

氣球吹不散

啟動(dòng)按鈕，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這三個(gè)小球沒(méi)有被吹散反而聚在一起，這演示了著名的伯努利定理：流速快的地方壓力小，流速慢的地方壓力大。因此小球受到一種來(lái)自四周的推力，使小球總是向氣流中心運(yùn)動(dòng)，而不向四周“逃跑”。

在我們?nèi)粘Ｉ钪校嬖谥芏嗖F(xiàn)象。如等待地鐵的乘客穿著裙子，地鐵進(jìn)站的氣流會(huì)把她的裙子“吹”起來(lái)；當(dāng)我們坐在一輛飛馳的小汽車(chē)?yán)飼r(shí)，頭發(fā)也會(huì)隨風(fēng)飛舞。應(yīng)用伯努力原理最廣泛的一個(gè)發(fā)明就是飛機(jī)。飛機(jī)機(jī)翼的上表面是流暢的曲面，下表面則是平面。這樣，機(jī)翼上表面的氣流速度就大于下表面的氣流速度，所以機(jī)翼下方氣流產(chǎn)生的壓力就大于上方氣流的壓力，飛機(jī)就被這巨大的壓力差“托起”。

共振環(huán)

共振環(huán)是由6個(gè)不銹鋼片組成，每個(gè)片兩端連接，形成環(huán)狀。按動(dòng)按鈕，接通放置在環(huán)下面的揚(yáng)聲器時(shí)，每個(gè)環(huán)都可以在特定的頻率范圍下強(qiáng)烈振動(dòng)。環(huán)的固有頻率是由四個(gè)因素決定的，分別是環(huán)的質(zhì)量、剛度、材料和直徑。在材質(zhì)相同的情況下，環(huán)越小共振的頻率越高，環(huán)越大，共振頻率越低。當(dāng)外界激勵(lì)頻率接近或等于環(huán)的固有頻率時(shí)，就會(huì)強(qiáng)烈的振動(dòng)，這種現(xiàn)象叫共振。

日常生活中也常常看到利用共振現(xiàn)象制造的各種器具。比如說(shuō)二胡、提琴等樂(lè)器上都配有一個(gè)空盒子，這個(gè)盒子就是共鳴箱。在演奏時(shí)弦振動(dòng)發(fā)聲，空盒內(nèi)的空氣與弦發(fā)生共振發(fā)出聲音，使樂(lè)器發(fā)出的聲音嘹亮、優(yōu)美。

但有時(shí)共振也會(huì)造成悲劇。二戰(zhàn)時(shí)期，蘇聯(lián)的一隊(duì)騎兵在通過(guò)一座大橋時(shí)，馬匹邁著有節(jié)奏的步伐登上大橋，以顯示軍威?？刹恍业氖牵?dāng)騎兵走到橋心，突然間橋裂成數(shù)段墜入河中，人和馬匹均落到水中。事情發(fā)生后，政府派了專(zhuān)人進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查者認(rèn)為騎兵對(duì)橋的壓力沒(méi)有超過(guò)橋的負(fù)載能力。造成事故的原因是馬隊(duì)整齊步伐的頻率和橋的固有頻率相同，大橋由于共振而斷裂。之后，人們從中吸取了教訓(xùn)，在多人通過(guò)大橋時(shí)，再也不敢邁著整齊步伐前進(jìn)了。（編輯/鄒小啟）