趣味科普 玩轉(zhuǎn)力學(xué)

胡漫

科學(xué)普及在推動社會和經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位，中國力學(xué)學(xué)會一直重視科普工作的開展。在中國科協(xié)的支持下，在理事會的領(lǐng)導(dǎo)下，學(xué)會每年都會組織開展一系列全國范圍的特色科普活動，包括周培源大學(xué)生力學(xué)競賽、空間軌道設(shè)計競賽、中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽、公眾開放日活動等，為公眾了解力學(xué)，增加對力學(xué)的興趣，激發(fā)對科學(xué)的熱愛起到了重要的作用。本文將重點介紹由中國力學(xué)學(xué)會主辦的有代表性的科普活動——中國力學(xué)學(xué)會全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽。

為了使廣大中學(xué)生更好地將所學(xué)到的力學(xué)知識應(yīng)用到實際中去，提高中學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)中學(xué)生對科學(xué)的興趣，提高科學(xué)素質(zhì)，形成科學(xué)思維，活躍校園科普文化，中國力學(xué)學(xué)會積極落實《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要（2006-2010-2020）》，做好青少年科普知識的傳播，自2006年開始舉辦中國力學(xué)學(xué)會全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽，至今已成功舉辦了8屆。

中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽力求做到寓樂于教，在玩中學(xué)習(xí)，用創(chuàng)意啟發(fā)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生動手做、動腦想，徹底了解科學(xué)背后的原理與應(yīng)用；激發(fā)學(xué)生對科學(xué)知識的好奇心和興趣，了解力學(xué)知識在生活中的應(yīng)用；培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作和創(chuàng)新精神，擴大力學(xué)知識視野，透過團隊合作、分工，讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)展現(xiàn)創(chuàng)意成果，讓學(xué)生增加榮譽感并提升對科學(xué)的興趣。

邀請賽于每年11—12月舉行，比賽時間為1天，以動手設(shè)計與制作為比賽內(nèi)容，比賽相關(guān)材料均由主辦方提供。比賽分為上午、下午2場，每場1道題目。每場開始前公布考題，由參賽隊員按照要求現(xiàn)場動手制作作品并演示，評委現(xiàn)場打分。2道題目分數(shù)累加后進行獎項評定。競賽設(shè)立特等獎、一等獎、二等獎及優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎等獎項。參賽隊伍可以自行設(shè)計制作展示學(xué)?；蜻x手風(fēng)采的展板和海報，在現(xiàn)場展示，以增強活動效果。比賽面向全國各中學(xué)征集報名，參賽隊以學(xué)校為單位，每隊由3名參賽學(xué)生和1名帶隊教師組成。

下面將為大家介紹近幾年全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽的具體活動內(nèi)容。

第6屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽

2013年12月15日，第6屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽（清華永豐杯）在清華大學(xué)附屬中學(xué)永豐學(xué)校成功舉辦。來自山東省博興第一中學(xué)、北京師范大學(xué)附屬中學(xué)、北京市第八中學(xué)、北京二十中學(xué)、清華附中等24所學(xué)校的120余名師生參加了本次活動。

第1道題目是“力學(xué)大連環(huán)”，要求基于10種力學(xué)原理設(shè)計、制作大連環(huán)，并利用力學(xué)方法使之運轉(zhuǎn)起來，最終呈現(xiàn)一個生活場景。各參賽隊于1個月前知道比賽題目并開始制作，在比賽現(xiàn)場展示作品的性能。學(xué)生們展示了各種奇思妙想的設(shè)計，觀賞性、趣味性十足。北京市第八中學(xué)等學(xué)校使用的都是廢舊材料，很好地體現(xiàn)了環(huán)保低碳的理念。清華附中永豐學(xué)校的參賽隊將力學(xué)大連環(huán)命名為“嫦娥奔月”，10個環(huán)節(jié)都進行得非常流暢，并在最后一個環(huán)節(jié)將五星紅旗冉冉升起，選手清唱中華人民共和國國歌。

下午，參賽隊員首先集體觀看了一段關(guān)于科技制作的視頻，然后選手們需在規(guī)定時間內(nèi)合作探究，拼裝出一個有科技含量的“電動小老虎”，并且通過調(diào)整角度、方向，使之完成走直線和轉(zhuǎn)圓圈的規(guī)定動作。此項比賽競爭激烈、難度系數(shù)大，但是各隊還是憑借參賽選手們豐富的科技知識儲備，出色的動手能力，學(xué)以致用的科學(xué)思維能力和團隊合作精神最終圓滿完成了比賽任務(wù)。

第7屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽

2014年12月6日，第7屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽（廣中杯）在北京市廣渠門中學(xué)成功舉辦。來自西安交通大學(xué)附屬中學(xué)、山東省博興第一中學(xué)、北京市第八中學(xué)等35所學(xué)校的200余名師生參加了本次活動。

第1道題目為“泡沫板飛機彈射比賽”，需利用組委會提供的材料設(shè)計制作一架飛機和一個彈射裝置。利用彈射裝置發(fā)射飛機，使飛機的發(fā)射距離達到最遠。參賽學(xué)生通過計算并充分發(fā)揮想象力，運用僅有的泡沫板和木條等，設(shè)計出自己的作品。上場比賽時，每組設(shè)計的飛機各有特色，有的利用狹長的流線優(yōu)勢減小飛行阻力，有的增大了機翼與空氣的接觸面積，延長下落時間。最遠的飛機飛行距離達到了14.35米。一架架飛機在空中劃出優(yōu)美的弧線，是參賽學(xué)生智慧與實戰(zhàn)的結(jié)晶，提升了他們動腦思考及理論結(jié)合實踐的能力！

第2道題目為“空氣炮打氣球裝置”制作。“炮身”的制作材料是大家平時喝完的礦泉水瓶，比賽材料可謂非常環(huán)保。這道題目雖然相對容易，但是比賽開放度非常大，要求參賽學(xué)生思維靈活，想到各種增加“炮彈”能量的辦法。有的學(xué)生在炮彈中添加較有穿透力的牙簽和大頭針，有的將礦泉水瓶攔腰截斷，配上能產(chǎn)生更大彈性勢能的氣球。上場比賽時，大部分代表隊制作的空氣炮都能百發(fā)百中！

第8屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽

2015年12月12日，第8屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽（京源學(xué)校杯）在北京市京源學(xué)校舉行。來自北京市第三十五中學(xué)、北京師范大學(xué)附屬實驗中學(xué)、北京市陳經(jīng)綸中學(xué)、北京市第八中學(xué)等30余所學(xué)校的200余名師生參加了本次活動。

第1道題目為“小熊爬樹”，需要設(shè)計并制作一個裝置，讓鐵絲彎成的“小熊”借助摩擦力爬到“樹”上，難度相對較大，考查同學(xué)們對靜力學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)、電路連接等知識的綜合掌握，比賽時間為兩個半小時。題目雖難，卻未難倒參賽的同學(xué)，不到一個小時的時間，有的參賽隊已經(jīng)把模型制作得有模有樣了，之后他們設(shè)計了小熊與裝置的連接方式，讓他通過摩擦力動起來。比賽結(jié)果以小熊爬到樹頂?shù)臅r間計分，時間越短，得分越高，參賽同學(xué)精益求精地對裝置進行改造調(diào)試，爭取做到最好。

第2道題目為“小車定點發(fā)射裝置”制作。參賽同學(xué)利用給定木板等材料制作成小車，通過橡皮筋發(fā)射出去，小車停在離指定地點越近的地方，得分越高。這道題目雖然相對容易，但是比賽要求的精準(zhǔn)度很高，不只是制作出一個裝置，還需要定量設(shè)計裝置相關(guān)參數(shù)才能拿到高分。經(jīng)過裁判測量，表現(xiàn)最好的一隊能控制小車精確到達指定點，沒有絲毫差距。

中國力學(xué)學(xué)會第9屆全國中學(xué)生趣味力學(xué)制作邀請賽擬于2016年12月份舉行，將繼續(xù)延續(xù)前8屆的風(fēng)采，寓教于樂，寓學(xué)于樂。競賽組織籌備工作將于11月份啟動，請關(guān)注活動網(wǎng)站http：∥qwlx.cstam.org.cn/，及時了解活動報名通知！

【中國力學(xué)學(xué)會】

中國力學(xué)學(xué)會在錢學(xué)森、周培源、錢偉長、郭永懷等著名力學(xué)家的共同倡導(dǎo)和組織下，成立于1957年2月。中國力學(xué)學(xué)會是由全國力學(xué)科學(xué)技術(shù)工作者自愿結(jié)成的、依法登記注冊的、非營利的學(xué)術(shù)性法人社會團體，是發(fā)展我國力學(xué)科技事業(yè)的一支重要社會力量，是中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會的組成部分，任務(wù)是團結(jié)和組織全國力學(xué)科技工作者開展國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)交流，促進民間科技合作和交流；創(chuàng)辦力學(xué)刊物，促進力學(xué)學(xué)科的發(fā)展和繁榮；開展力學(xué)科普與教育，促進力學(xué)科技知識的普及和推廣，促進力學(xué)科技人才的成長和提高；組織力學(xué)科技工作者參與國家經(jīng)濟建設(shè)中的重大決策項目，提出科學(xué)論證及政策建議，促進力學(xué)科技與經(jīng)濟的結(jié)合，推動力學(xué)為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，為加速實現(xiàn)我國社會主義現(xiàn)代化作出貢獻。