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1、青少年科技体验中心青少年科技体验中心 展品展品 讲解培训资料讲解培训资料 数学魅力 1.椭圆焦点 将圆环放到椭圆的一个焦点处，向任意方向弹出，经过展台四周的围板反弹后，总会碰 到另一焦点位置上的目标。反复实验，为什么总能命中呢？ 从椭圆一个焦点发出的光， 经过椭圆边缘反射后， 反射光线会会聚到椭圆的另一个焦点位置， 这是椭圆的光学特性。因此无论圆环向哪个方向弹出，经过椭圆边缘反弹后，都会击中另一 焦点位置上的目标。应用：为了使电影放映机胶片通过的地方获得最强光，正是利用了椭圆 的光学特性，把聚光灯的灯丝放到椭圆型反射镜的一个焦点处。 2.勾股定理 展品由直角三角形、 钝角三角形和锐角三角形三套
2、装置组成。 每套装置均有一个可转动 的圆盘，圆盘中间为由三角形三条边组成的正方形。 转动圆盘，观察液体在三个正方形中的填充情况，可以形象的看到三角形三边的关系。 为什么只有直角三角形中两个小正方形中的液体刚好充满大正方形呢？ 在以直角三角形的三条边为边长构成的三个正方形中， 根据勾股定理， 两个直角边为边 长构成的正方形的面积之和正好等于斜边为边长构成的正方形的面积。所以当转动圆盘时， 可以看到两个小正方形中的液体刚好充满大正方形。 根据这个方法， 你可以分析出锐角三角 形和钝角三角形的三边关系了。 勾股定理广泛应用于工程中， 例如修建房屋、 修井、 造车等。 3.最速降线 展品由两条轨道、
3、两个半径和质量相等的小球和控制手阀组成。 两条轨道的起点和终点 高度相同，其中一条为直线轨道，另一条为曲线轨道。 把两个小球分别放到起点位置，转动手阀，两个小球同时滚落，无论尝试多少次，曲线 轨道上的小球总是最先到达终点。为什么沿着较长轨道滚落的小球用的时间最短呢？ 小球到达终点的先后不仅取决于轨道的长度，还与小球的下滑速度有关。实际上，曲线 轨道是一条最速降线， 在小球下降的初始阶段， 通过较陡的轨道使小球尽快获得较大的速度； 再充分利用较大速度走完平坦的曲线。因此，与其它轨道相比，最速降线上滚落的小球总是 可以最先到达终点。 最速降线在工程中应用广泛。我国古代建筑中“大屋顶”房子上的曲线就
4、是最速降线， 降落在屋顶上的雨水能够以最快的速度流走。 4.双曲线槽 拨动直杆，会发现它可以神奇地穿过有机玻璃板上弯曲的狭缝。这其中的奥秘是什么 呢？ 当倾斜的直杆绕竖直轴旋转时，会在空间划出双曲面。由于有机玻璃板是过竖直轴的平面， 弯曲的狭缝正是有机玻璃板与双曲面的交线，直杆旋转时正好穿过弯曲的狭缝。 应用：火力发电厂的冷却塔结构是双曲面形状，它可以用直的钢梁建造。这样会减少风的阻 力也可以用最少的材料来维持结构的完整。 5.滚出直线 转动手轮， 会看到小圆盘内切于大圆盘滚动， 而小圆盘上的小兔子居然沿直线往复运动。 这是为什么呢？ 在平面上，一个动圆沿着一个固定圆的内侧作滚动时，此圆上一点
5、的轨迹叫做内摆线。如果 动圆半径正好是定圆半径的一半， 动圆圆周上任意一点的轨迹均为直线。 展品中小圆盘的直 径恰好是大圆盘直径的一半， 而小动物正好位于小圆盘的圆周上， 所以它的运行轨迹是一条 直线。 在机械加工中，刨床上刀片的往复直线行走就是利用了内摆线这一特性。 6.益智游戏：由 10 个互动游戏组成。 7.对称脸型 根据屏幕提示，调整面部的位置对准脸型框中的中心线后，按下拍摄按钮。此时，在屏 幕中就能看到自己的原脸、 右脸对称和左脸对称的三个图像。 为什么看似对称的左右脸实际 并不完全对称呢？ 由于人们的生活习惯和生活方式不同， 导致骨骼发育和皮下软组织发育不对称， 所以我们的 左右脸
6、型并不完全对称，而会略有差异。 在几何图形中对称的图形给人以美的感觉，所以在绘画、建筑中，经常融入对称的元素。 8.智能家居 操作手机模型控制家中的电器，模拟物联网技术的应用,实现家用电器的远程控制。物 联网技术能给人们的生活带来哪些方便呢？ 智能家居通过物联网技术将家中的各种电器连接到一起，可以通过电话远程控制电脑、 热水器、空调等电器的运转，为生活创造一个智能、高效、舒适和便利的家居环境。 9.条形码 将扫描器对准展台上的商品或随身物品上的条形码进行检测， 便可以在屏幕中看到相关 产品的信息。小小的条形码中蕴含着哪些丰富的信息呢？ 条形码是将宽度不等的多个黑条和空白， 按照一定的编码规则排
7、列， 用以表达一组信息 的图形标识符。扫描商品上的条形码可以检索出商品名称、产地、制造厂家、价格等信息。 条形码技术是随着计算机与信息技术的发展和应用而诞生的， 综合运用了编码、 印刷、 识别、 数据采集和处理等一系列技术，用途非常广泛。 10.中国数字科技馆 中国数字科技馆是国家技术基础条件平台项目之一， 致力于提高公民科学素质。 通过集 成和分享国内外优质科普资源， 开展以网络为主要平台的科技教育， 促成全社会参与科学传 播，从而达到提升公民科学素质、加快网络科普发展的目标。中国数字科技馆是公众学习科 学知识、讨论科学问题、发表科学见解的平台；中国数字科技馆是科普工作者和科普机构获 取科普
8、资源、交流科普经验、了解科普市场的平台。 “让科学深入人心”是中国数字科技馆的发展愿景。 11.未来生活： 转动手轮，选择四个场景，与片中的主人公一起畅想我们未来的生活。随着科学技术的 飞速发展，我们未来的生活会是怎样的呢？ 未来购物、未来出行、未来医疗以及未来家居是未来生活的几个重要方面。对未来生活 的无限遐想， 使我们充满信心， 随着科技的不断进步和创新， 人们的生活会更加便捷和舒适。 12.3D 电视 戴上眼镜，转动手轮选择观看内容，电视随即播放所选影片或 3D 技术原理。平面电视 是怎样产生立体影像的呢？ 在常规状态下，大脑将左右眼看到的不同画面进行融合，使人们看到立体景象。3D 电
9、视正是利用这个原理，拍摄影片时，利用两台并列的摄影机，同步拍摄出两部略带水平视差 的画面。戴上偏光眼镜观看时，左眼和右眼分别看到不同的画面，再经大脑融合便产生了三 维立体效果。3D 电视的发明和普及，给人们的生活带来了更多乐趣。 健康生活 13.健康误区 连续按下 A 键，在酗酒、滥用抗生素、多疑猜忌、暴躁易怒、久坐不动、运动过度、 通 宵熬夜、不吃早饭八种不健康行为中进行选择，按下 B 键确定，看看这些行为对健康有哪些 影响呢? 健康不仅是身体没有疾病，还要具备心理健康、良好的社会适应能力。 14.食物金字塔 转动手轮，选择食物金字塔的层级，在筷子主持人的引导下了解相关内容。食物金字塔 怎样
10、指导健康饮食呢？ 食物金字塔也叫膳食宝塔，共分为五层，包含我们每天应吃的主要食物的种类和数量。塔中 各层位置和面积的不同， 反映了各类食物在膳食中的地位和应占比重。 日常饮食不仅要讲究 美味可口，更要注重均衡营养、合理膳食，良好的饮食习惯能帮助我们塑造健康的身体。 15.豆瓣的旅行 扳动手柄控制动画中的豆瓣依次经过人体消化道的各个部位，完成人体的消化之旅。 每 到达一个消化道部位时，豆瓣会在此停留，演示相应消化器官的名称、结构以及食物在这里 被消化吸收的情况。豆瓣的消化系统之旅会是什么样呢？ 消化系统是人体摄取物质和能量的通道，负责消化食物，吸收营养，排除废物残渣。食物通 过消化道时，各种营养
11、物质被分解成细小简单的分子，最终被人体消化吸收。暴饮暴食、 过 量饮酒、饭后剧烈运动等都不利于消化系统的健康。生活中要注意规律饮食、合理搭配养成 良好的饮食习惯。 16.手眼协调 手持手柄，将套环移动到任一端的起点位置，数字显示清零，沿金属管向另一端移动套 环，在这个过程中，尽量保持套环不与金属管接触，否则会响起报警声，同时显示碰管次数 和所用时间。怎样才能提高手眼协调的能力呢？ 人的动作是由中枢神经系统控制和协调的。眼睛是传感器，脑是控制器，手是执行机构。 对 于不同的人，这些系统的性能是不一样的。经过反复训练，配合会更加熟练，手眼协调能力 会不断提高。 17.认识脑 触摸脑模型上的一个区域
12、，显示屏中就会通过动画演示相应区域的名称、功能和作用。 神奇的脑究竟蕴藏着怎样的奥秘呢? 脑是人体的总司令部,赋予人们思想意识和个性特征，是人体活动的控制中心。脑虽然 只占人体重量的 2%，却消耗了人体 20%的能量。脑是个繁忙的器官，长期吸烟、睡眠不足、 懒于用脑，过度用脑等都不利于脑的健康，所以要劳逸结合、健康用脑、科学用脑。 18.心跳： 双手按压在金属印板， 并保持数秒钟， 显示屏中显示所检测到的心率数据。 检测结束后， 动画演示心脏的结构、功能及保健等方面的知识。心脏是怎样工作的呢? 心脏是血液循环的动力源泉，推动血液周而复始地流动，向器官、组织提供充足的血流 量，供应氧和各种营养物
13、质，带走代谢物，使细胞维持正常的功能。一旦心脏停止跳动， 身 体新陈代谢就无法进行。戒烟限酒，控制体重，合理饮食，适量运动和规律生活都对我们的 心脏有益。 19.反应测试 将手放入鲨鱼模型张开的嘴中保持不动，当鲨鱼眼睛亮起时，鲨鱼嘴同时闭合，需要将 手迅速抽出，此时 LED 灯带显示反应速度的快慢。是什么决定了反应速度呢？ 反应速度是指人体对外界刺激做出反应的快慢， 主要取决于神经信号的传导速度和大脑的处 理速度。每个人的反应速度存在差异，运动员普遍要快一些，通过训练可以提高自己的反应 速度。 20.吸烟与健康 触摸“打火机”,观看动画，吸烟有哪些危害呢？ 吸烟有害健康，但还是有不少人吸烟，并
14、通过二手烟影响他人。烟雾中含有尼古丁、 烟 焦油、一氧化碳等多种有害物质，对呼吸系统和心血管系统损害很大，会导致很多疾病的发 生，还可能引发癌症。为了健康，珍惜生命，远离烟草！ 电磁探秘 21.雅各布天梯 按下按钮，会看到羊角形电极低端的空气被击穿形成电弧，并且电弧不断向上爬升， 当 爬升到一定高度后断开，而底部又马上形成新的电弧。这其中有什么奥妙呢？ 两根下窄上宽的羊角形电极，1 根接高压，1 根接地。当两电极间的电压足够高时，电 极底部狭窄处的空气被击穿变成导体产生电弧。 由于放电过程中底部温度较高， 会形成上升 的气流，从而推动电弧不断向上爬升，当电弧达到一定高度，电极间距超过“击穿”的
15、临界 距离时电弧就熄灭了。如此循环往复，便形成像梯子一样的电弧放电现象，犹如古希腊神话 中的“雅格布天梯”。 电力系统中经常会出现电弧放电， 如不能及时消除电弧将可能会烧毁电力设备。 电弧放 电也可以为人们所用，电焊就是利用电弧产生的高温将金属融化，从而将物体焊接在一起。 22.美丽的辉光 按下按钮用手触摸球面并移动，会看到辉光被手吸引着。这是为什么呢？ 辉光球的中心装有高频高压电极，盘内充满了低压惰性气体。高压电极通电后，由于电场很 强，而惰性气体又较稀薄，便被电离激发出美丽的辉光。惰性气体中氦气发蓝色光，氩气发 淡紫色光，氖气发橙红色光。当手放在辉光球上时，手与电极之间形成放电通道，此区域
16、的 辉光倍加明亮，随着手指在辉光球上移动，放电通道随之移动。 我们经常看到街边绚烂闪烁的霓虹灯，就是利用了辉光放电的原理。 23.旋转的银蛋 按下启动按钮，会发现银蛋逐渐旋转并竖立起来。是什么原因使静止的银蛋旋转起来 呢？ 展品中三个线圈中通过相位差各为 120 度的交流电， 从而形成旋转磁场， 由于银蛋是闭 合导体，在旋转磁场的作用下产生感应电流形成磁场。两个磁场的相互作用带动银蛋旋转。 由于银蛋质量分布不均匀，是偏心的，因此当银蛋旋转时，在离心力、重力以及摩擦力的作 用下它便竖立了起来，这正是三相感应电动机最基本的工作原理。 应用：旋转磁场还广泛应用于测量仪表等设备中。 24.磁铁与线圈 按下按钮， 磁铁开始旋转， 按下左移或者右移调整磁铁位置， 转动手轮调整线圈的角度， 会发现灯泡的亮度随着线圈角度的改变而变化。这是什么原因呢？ 在闭合回路中，导体在磁场里切割磁力线时，导体中会产生电流，这就是电磁感应。 “U” 型磁铁旋转，磁场中的磁力线也随之转动，调整线圈的角度，使磁力线与线圈平面成一定夹 角时，线圈切割磁力线，产生感应电流，灯泡亮起；当磁力线与线圈平面平行时，线圈未切 割磁
