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江苏科技馆十件展品讲解词(上)

日期:2019-01-14 05:10:36 点击:0 来自:本站 作者:

  我们请一位小朋友坐到座椅上面,用手用力拉面前的绳子,看看有什么现象发生?哇,他居然能把自己拉起来了。

  你们想不想知道这是什么原因呢?我们先看看我们这个装置有什么构成?我们看到绳子链接的有滑轮。上面不动的是定滑轮,下面这个可以随着绳子移动的是动滑轮。这个展品是由五个动滑轮和五个定滑轮组成的, 定滑轮不能省力,但是它可以改变物体的方向,因为定滑轮实质上是力臂等于滑轮半径的等臂杠杆;而动滑轮可以省力,但是不改变提拉物体的方向。那动滑轮为什能省力呢,因为动滑轮的动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,所以动滑轮实质上是动力臂为阻力臂两倍的杠杆,所以可以省一半的力,但是要把重物拉高一米,拉的绳子要走两米的距离。也就是说动滑轮要费一倍的距离。我们将动滑轮和定滑轮组合成的滑轮组,它就可以既可以省力又可以改变力的方向,但是却不省功。

  阿基米德曾经说过:“如果给我一个支点,就可以把地球撬起来。”那么,现在我们是不是可以说:如果给我足够多的滑轮,同样可以把自己拉起来呢!

  滑轮组原理在建筑施工方面有些非常广泛的应用。工程上的吊臂,升降机,起重机,电梯、卷扬机等机械方面都应用了滑轮组。在具体使用的时候,起重重量较大时,宜采用较大倍率的滑轮组,以减少钢丝绳的拉力;起重量较轻时,宜采用较小倍率的滑轮组,以减少钢丝绳的穿绕次数,提高工作效率。

  怒发冲冠这个成语自古有之,但在现实生活中可能没有人见过这种奇特的现象,现在就我一起通过这件展品再现“怒发冲冠”这一现象。我们将会邀请一位留长发的女士来配合完成演示,请这位女士站到四周带有护栏的绝缘台上,双手扶好护栏。展品演示之前,请各位观众记住两点安全要求:1、在整个演示过程中,这位观众请配合演示不能擅自离开表演台,手不能离开护栏,演示结束后听到工作人员提示方可离开绝缘台;2、观看演示的观众请站在演示安全栏杆外,不得翻越安全栏杆,不得向抛扔或传递物品。

  准备就绪,我们的工作人员开始演示,各位观众请注意观察台上这位观众的头发,开始一点点地树立起来了,请您轻轻地摇摇头,大家看到她的头发竖起来的现象更明显了,这位观众可以通过墙壁上的镜子看看自己难得一见的新发型。

  各位肯定会问:她的头发为什么会竖起来?这是因为这位观众站在绝缘台上,手放在栏杆上,身体的电位随静电发生器的电位一起升高,其电压可达20万伏左右。由于头发的分泌物具有微弱的导电性,一部分电荷传到头发上使头发带上同种电荷,产生静电斥力,便出现了我们看到的“怒发冲冠”奇妙景象。

  可能有的观众会感到奇怪:这么高的电压,人站在上面为什么不会有危险?大家请仔细观察,这位观众脚下的台子是绝缘材料的,在整个演示过程中,静电发生器和演示台上的观众,与大地都是绝缘的,电流无法通过人体形成回路,最多只有几百微安的电流通过人体,远远低于安全值(安全值为10毫安),所以不会发生触电事故,就像小鸟站在高压电线上不会有生命危险一样。

  静电的特点是:高电位(它的电压可达数万至数十万伏,操作时常达数百和数千伏)。低电量(静电流多为微安级(mA))。作用时间短(微秒级)受环境影响大(特别是湿度,湿度上升、静电下降)。

  在演示结束之前,工作人员通过操作台降压,再用放电棒将静电发生器上的剩余静电放掉,随着“啪”的一声,电压恢复到零,这位观众可以安全地走下绝缘台了,我们请以掌声感谢她的参与!

  其实,静电现象在生活中随处可见。比如,在干燥的天气脱毛衣时,摩擦产生的静电瞬间电压可达上万伏,并发出电弧。但是由于这个过程产生的电流非常小,所以人们虽然会有刺痛的感觉,但不会发生危险。静电在我们生活中有大量应用,如静电除尘、静电复印等等。

  各位观众大家好!欢迎来到江苏科技馆参观,展现在我们面前的是机器人舞台的展品。机器人这个名词大家已经不陌生了,那么,机器人是人吗?它又能做什么呢?这个展台的两个机器人就将来回答大家的问题。

  现代的机器人,大多数同人类的外型并无关系。就拿展台上两台HP-6型MOTOMAN工业机器人来说,它们更像两只机械手臂。而工业机器人在人类无法忍受的高温或严寒的环境下却能大显身手。而且如果要重复性高,精密性高的工作的话,那就非得靠工业机器人了。而MOTOMAN的表演更是让我叹为观止! 接下来机器人将为我们表演舞太极剑、叠罗汉和走剑锋。

  我们人在表演之前都要热身,机器人也不例外,他正在进行跳韵律操的热身活动。你看他们随着节奏强劲的音乐在活动筋骨,时而还和大家打招呼呢。

  随着轻柔的音乐,机器人舞起了太极剑,它灵活的手臂让人瞠目结舌,那一招一式真像一位晨练的老爷爷。

  叠罗汉是一项高难度的动作,机器人要把旋转速度高达每分钟三千多转的两个陀螺轴对轴叠起来,其精准度真高呀!

  最后表演“走剑锋”,在1毫米的剑锋上旋转陀螺,让陀螺在剑锋上像走钢丝一样的行走,两个机器人配合的天衣无缝,更是让我们对其精密性佩服得五体投地。

  机器人为什么能做这些呢?其奥妙就在旁边的控制柜。旁边控制柜里有控制器、驱动器和检测传感系统。控制器好比是机器人的大脑,里面有许多条机器人能够读懂的动作指令。而检测传感系统利用一种叫脉冲的电流,检测电机的运行是否正常,动作是否到位,它像位严格的监督员。每台机器人手臂装有六个电机,驱动器根据动作指令带动这些电机的运行,使机器人的手臂可以很灵活的完成各种动作。

  随着计算机技术和传感器的快速发展,机器人被广泛应用到工业生产中。比如,大众汽车的生产线上就有很多这样的机器人。

  展望未来,新的种类和用途的机器人肯定会不断涌现,而且将更加智能化,说不定,在不久的将来机器人就会走入家庭。我们真的可以和机器人同在一个屋檐下了。

  各位观众大家好,下面即将为大家演示的这件展品,叫做“高压放电”,它是我们江苏科技馆一件重要的大型演示展品。请各位在围绕金属笼外的护栏站好,高电压确实给人们带来伤害,人们称之为“电老虎”,但是高压是不是可怕的不可琢磨呢?接下来我们将在这个笼子中为大家进行的是“雅各布天梯”、“沿面放电”、“模拟雷击”三个关于高压放电的演示。

  首先大家看到的是雅各布天梯放电,在屏蔽笼内并排竖立着两根很高的金属杆状电极,这两根电极的形状下窄上宽,顶部呈羊角形。一个电极接到高压上,当电压升到5万伏时,两电极下端距离最近处首先拉出电弧,电弧在气流和电磁力作用下沿电极向上爬升,随着电极距离的增大,电弧也随之拉长。电弧拉长到一定限度时将会消失,下面电极最近处又会产生新的电弧并重复以上过程。

  出现这种放电现象的原因是,当电压升高到5万伏左右时,在两电极距离最近的底部空气被击穿发生电离,同时空气被加热,温度急剧上升产生电弧。热空气迅速向上移动,于是电弧也随着向上运动,随着电极间距离的增大,电弧也随之拉长,当电弧爬升到顶部时,由于电极距离过大,电压不足以击穿空气,电弧自动熄灭。当电弧熄灭后,由于电极上的电压并未去掉,又在电极最近处形成电弧,电弧又向上运动,这种放电过程周而复始地进行,形成弧光放电。弧光放电一般不需要很高的电压,属于低电压大电流放电。

  在19世纪,人们还不了解弧光放电的原理,把这种放电产生的火焰看成是“圣火”。希腊神话故事中有一个叫做雅各布的人做梦沿着登天的梯子取得了圣火。而这项表演的电弧沿着梯形电极向上运动,所以取名为雅各布电梯。雅各布电梯表演形象地说明了弧光放电产生的条件是小间隙和大电流,如果增加间隙或减小电流,电弧将会消失。

  弧光放电现象在电力系统和日常生活中也常常见到,最常见的弧光放电是电弧焊接和老式电影放映机的光源。

  接下来各位看到是沿面放电,一块平整光滑的玻璃板悬置在空中,玻璃板两面中央各有一个圆形小电极,一极接高压,另一极接地。大家请注意观察:当电压升到2至3万伏时,圆形电极附近出现蓝色光晕,我们称之为“电晕放电”;当电压继续升高到5至6万伏时,蓝光随之增强,我们称之为“辉光放电”;当电压升高到7至8万伏时,玻璃板表面出现大范围树枝状的放电条纹,我们称之为“划闪放电”;当电压升到10万伏时,高压电流从平面玻璃板的中心向四边,沿玻璃表面出现“弧光放电”。一根根蜿蜒扭曲的蓝色电弧,犹如一条条闪动着奇异光彩的蓝色小蛇在玻璃板上剧烈颤动,由于这些放电形式都是沿着玻璃板表面进行的,因此被称为沿面放电。

  出现沿面放电现象的原因是:玻璃板是绝缘介质,当两电极间电压升高后,电流无法击穿玻璃板,就被迫沿玻璃板的平面寻找与另一电极距离最短的通道。由于玻璃板表面上附有空气,所谓的通道就是电流击穿空气,使高压电流的能量得以释放。在强电场的作用下,玻璃表面的空气被击穿形成放电通道,出现“绕”过玻璃板放电的现象。

  在高压输变电系统中,由于灰尘和雨水,绝缘子表面的绝缘强度往往比内部低得多,沿面放电是造成绝缘子破坏的主要原因。为了避免沿面放电的发生,高压绝缘子往往设计成多级环状结构,以增加表面长度。另外,人们发现,遭雷击破坏的建筑物或被伤害的人及牲畜,电伤的痕迹也大多分布在表面上。为了防止沿面放电的危害,人们正在对这种放电现象进行深入的试验研究。

  各位观众,在我们面前的是一个巨大无比的杆秤,提到称我们都再熟悉不过了,比如:在菜场买菜要用称、中药房配药的时候也要用到秤。杆秤可是我国传统的重量衡器,

  现在我们请一位感兴趣的观众坐在大秤的吊椅上,双脚离开地面,然后轻轻移动秤杆上的秤砣,当大称处于平衡时,再看此时秤砣所对的秤杆上的刻度就是这位观众的体重。

  它的原理想必各位观众也很熟悉那就是杠杆原理。杆秤的原理是杠杆原理,也称“杠杆平衡条件”。杆秤从支点处分为两段,可以把支点看做是杠杆的支撑点,这样当杆秤两端平衡的时候,砣作用于杆和人作用于盘的力矩相等,而杆撑的砣重量是知道的,杆秤平衡时两端的受力距离也是知道的,根据F1*L1=F2*L2这个平衡式,已知3个参数求其中一个,即人的重量就很好算了。杆秤上的刻度就是这个物重的参数表,直接在杆秤上就可以读出重量了。

  古希腊著名的数学家阿基米德就曾说过“给我一个支点,我就能撬动地球。” 在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如想省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。但是,要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离,是不可能实现的。

  杆秤作为日常计量工具已经渐渐被电子称等工具取代了,杠杆原理在日常生活中依旧被广泛的应用,如我们用的剪刀、天平、钓鱼杆等等。请大家回去找找看哪些杠杆原理的产品是省力杠杆,哪些又是费力杠杆呢?

  其实生活中有很多看似简单又很有道理的现象,只要我们善于观察,勤于动脑,就一定能发现其中的奥妙。

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