◎文图 中国科学技术馆 刘伟霞
这件展品营造了一个正在施工的建筑工地的场景,工地中央是一座没有盖完的双层楼房,房子内有很多未完成的柱子和墙体,楼房周围设有起重机、滑轮吊桶、冲击钻等多种建筑工具。小朋友们戴好安全帽,就可以进入工地参与各种有趣的工作了,通过合作来完成盖房子、粉刷房子、测水平、接管道、找电线等多项建筑工作。
在体验展品时,小朋友们不仅可以体会到劳动实践的乐趣,还可以了解建筑施工中所运用的科学知识和技术手段。下面我们就以“滑轮吊桶”和“盖房子”为例,看看展品蕴含了哪些科技知识吧!
展品中的“滑轮吊桶”用来运输瓦块,小朋友把瓦块放到吊桶中,然后用力向下拉动绳子,吊桶就可以上升到二楼。为什么向下拉绳子,吊桶会上升,而且还需要用很大的力气呢?这里面可就涉及到滑轮的知识了!
同学们,我们生活的城市里高楼林立,这些平地而起的高楼大厦可是凝聚了建筑工程师的辛苦劳动和智慧哟!你想体验建筑工程师的工作吗?那就来中国科学技术馆儿童科学乐园,参观“我是建筑工程师”这件展品吧!
滑轮是一个周边有槽,能够绕轴转动的小轮,根据轴是否固定,分为定滑轮、动滑轮两种。定滑轮不省力,但能改变动力的方向;动滑轮可以省力,缺点是不能改变力的方向。在实际应用中,人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组,这样就可以达到既改变力的方向又省力的目的了。
“滑轮吊桶”设计时利用了定滑轮,因此可以改变力的方向,当小朋友向下拉绳子,吊桶就会往上升。不过,因为定滑轮不能省力,小朋友依然需要用很大的力气才可以提升吊桶中的重物。
小朋友在“盖房子”时,会发现有一个很特别的工具,它是一段盛有液体的密封玻璃管,里面有一个气泡,它有什么作用呢?原来,它模拟的是建筑工具“气泡水平仪”。当把水平仪放到砖块上时,我们通过观察气泡的状态就可以知道砖块是不是水平的。如果气泡位于玻璃管的中间,则砖块是水平的,否则,就提示砖块倾斜了。
这是由于空气的密度比液体小,且气泡和液体密封放在一个密闭的玻璃管内,在重力的作用下,密度小的气泡会上浮,直至液体的顶端。当气泡位于玻璃管中间时,说明玻璃管的中间位置就是液体的顶端,只有玻璃管呈水平状态时才可以达到这样的条件;如果玻璃管倾斜,液体的顶端将位于玻璃管的一侧,气泡也就会跑向这一侧。
相信同学们掌握了科技知识,能更好地完成“建筑工程师”的工作,也能更加深入了解这项职业的特点。让我们保持对自然和社会的好奇,不断积累丰富的知识,这样不管我们长大后从事何种工作,都能筑造美丽的梦想大厦!