《物理就在我們身邊》校本課程.doc

常州市潞城中學(xué)校本課程 物理就在我們身邊物理就在我們身邊校本課程是基礎(chǔ)教育課程改革的組成部分，是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。它是由學(xué)校自主開發(fā)的課程，由學(xué)生自愿參加，以學(xué)生活動(dòng)為主，與必修課程一起構(gòu)成學(xué)校課程體系。校本課程更突出學(xué)生的自主性、自愿性和靈活性。它對培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性特長、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、社會(huì)活動(dòng)能力，具有十分重要的意義。物理就在我們身邊校本課程方案的擬定和課程的開發(fā)是以“關(guān)注生活，勇于探究，學(xué)以致用，促進(jìn)發(fā)展”為宗旨，尊重學(xué)生個(gè)性發(fā)展與文化需求，充分利用生活中的教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，關(guān)注物理，學(xué)以致用，培養(yǎng)一種科學(xué)探究事物規(guī)律的精神，積極引導(dǎo)全校高中學(xué)生親近生活，了解生活，探究生活，營造良好的探究學(xué)習(xí)的氛圍，讓學(xué)生感到物理離我們很近，“物理就在我們身邊”，并會(huì)從日常生活中發(fā)現(xiàn)知識(shí)、發(fā)掘知識(shí)。具體目標(biāo)如下：知識(shí)與技能：1、使學(xué)生帶著物理的眼光走進(jìn)生活，激勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真研究生活，并在研究過程中積累知識(shí)，拓展視野，形成務(wù)實(shí)的探索精神。2、讓教師在校本課程開發(fā)和實(shí)施中，發(fā)展教研和科研水平，形成一支良好的校本課程開發(fā)和實(shí)施的教師隊(duì)伍。過程與方法：1、 通過提供信息資源，創(chuàng)設(shè)情境，進(jìn)行課堂教學(xué)及課后活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理與生活的關(guān)系。2、 掌握探究問題的方法，學(xué)會(huì)素材收集整理，學(xué)會(huì)原理分析，提高處理信息的能力和解決問題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：積極營造探究學(xué)習(xí)的氛圍，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)對生活的熱愛和激情。目錄第一單元 過山車中的物理知識(shí)（1課時(shí)）第二單元 自行車中的物理知識(shí)（2課時(shí)）第三單元 江河大堤與水庫大壩（1課時(shí)）第四單元 體育中的物理（2課時(shí)）第五單元 GPS全球定位系統(tǒng)（2課時(shí)）第六單元 汽車安全氣囊系統(tǒng)組成及其工作原理（2課時(shí)）第七單元 電飯鍋工作原理及保養(yǎng)常識(shí)（1課時(shí)）第八單元 微波爐的工作原理（2課時(shí)）第九單元 激光（1課時(shí)）第十單元 磁懸浮列車（1課時(shí)）第十一單元 超聲波的應(yīng)用（1課時(shí)）第十二單元 載人航天三大難題（1課時(shí)）第十三單元 看照片的藝術(shù)（1課時(shí)）第十四單元 了解冰箱的構(gòu)造（1課時(shí)）第一單元 過山車中的物理知識(shí)過山車是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無險(xiǎn)的快感令不少人著迷。如果你對物理學(xué)感興趣，那幺在乘坐過山車的過程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快感，還有助于理解力學(xué)定律。實(shí)際上，過山車的運(yùn)動(dòng)包含了許多物理學(xué)原理，人們在設(shè)計(jì)過山車時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。如果能親身體驗(yàn)一下由能量守恒、加速度和力交織在一起產(chǎn)生的效果，那感覺真是妙不可言。這次同物理學(xué)打交道不用動(dòng)腦子，只要收緊你的腹肌，保護(hù)好腸胃就行了，當(dāng)然，如果你的身體條件和心理承受能力的限制，無法親身體驗(yàn)過山車帶來的種種感受，你不妨站在一旁仔細(xì)觀察過山車的運(yùn)動(dòng)和乘坐者的反應(yīng)。在開始旅行時(shí)，過山車的小列車是靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的，但在第一次下行后，就再也沒有任何裝置為它提供動(dòng)力了。事實(shí)上，從這時(shí)起，帶動(dòng)它沿著軌道行駛的惟一的發(fā)動(dòng)機(jī)將是引力勢能，即由引力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、又由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢能這樣一種不斷轉(zhuǎn)化的過程構(gòu)成的。第一種能，即重力勢能是物體因其所處位置而自身擁有的能量，是由于它的高度和由引力產(chǎn)生的加速度而來的。對過山車來說，它的勢能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值，也就是當(dāng)它爬升到山丘的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過山車開始下降時(shí)，它的勢能就不斷地減少（因?yàn)楦叨认陆盗耍?，但它不?huì)消失，而是轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能，也就是運(yùn)動(dòng)能。不過，在能量的轉(zhuǎn)化過程中，由于過山車的車輪與軌道的摩擦而產(chǎn)生了熱量，從而損耗了少量的機(jī)械能（動(dòng)能和勢能）。這就是為什幺要設(shè)計(jì)成隨后的小山丘比開始時(shí)的小山丘要低的原因：過山車已經(jīng)沒有上升到像前一個(gè)小山丘那樣的高度所需要的機(jī)械能了。過山車最后一節(jié)小車廂里是過山車贈(zèng)送給勇敢的乘客最為刺激的禮物。事實(shí)上，下降的感受在過山車的尾部車廂最為強(qiáng)烈。因?yàn)樽詈笠还?jié)車廂通過最高點(diǎn)時(shí)的速度比過山車頭部的車廂要快，這是由于引力作用于過山車中部的質(zhì)量中心的緣故。這樣，乘坐在最后一節(jié)車廂的人就能快速地達(dá)到和跨越最高點(diǎn)，從而產(chǎn)生一種要被拋離的感覺，因?yàn)橘|(zhì)量中心正在加速向下。尾部車廂的車輪是牢固地扣在軌道上的，否則在到達(dá)頂峰附近時(shí)，小車廂就可能脫軌甩出去。車頭部的車廂情況就不同了，它的質(zhì)量中心在身后，在短時(shí)間內(nèi)，它雖然處在下降的狀態(tài)，但是它要等待質(zhì)量中心越過高點(diǎn)被引力推動(dòng)。到達(dá)瘋狂之圈時(shí)，沿直線軌道行進(jìn)的過山車突然向上轉(zhuǎn)彎。這時(shí)，乘客就會(huì)有一種被擠壓到軌道上的感覺，因?yàn)檫@時(shí)產(chǎn)生了一種表觀的離心力。事實(shí)上，在環(huán)形軌道上由于鐵軌與過山車相互作用產(chǎn)生了的一種向心力。這種環(huán)形軌道是略帶橢圓形的，目的是為了平衡引力的制動(dòng)效應(yīng)。當(dāng)過山車達(dá)到圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)，事實(shí)上它會(huì)慢下來，但如果彎曲的程度較小時(shí)，這種現(xiàn)象會(huì)減弱。一旦過山車走完了它的行程，機(jī)械制動(dòng)裝置就會(huì)非常安全地使過山車停下來。減速的快慢是由氣缸來控制的。第二單元 自行車中的物理知識(shí)第一課時(shí)自行車是我們?nèi)粘Ｉ钪幸环N普遍的交通工具，常見的有普通載重自行車、輕便自行車、山地自行車、童車、賽車、電動(dòng)自行車等它結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，下面分別介紹自行車的有關(guān)原理和其中涉及到的相關(guān)物理知識(shí)。（一）自行車的有關(guān)原理一、 車體設(shè)計(jì)原理：手把連接前輪的轉(zhuǎn)向機(jī)制是輪軸的運(yùn)用，一般女裝車手把大多比較寬，就是因?yàn)榘演喌陌霃郊哟螅梢愿×?，騎起來很優(yōu)雅：剎車把手是一個(gè)簡單的杠桿，使用者用很小的力就可對剎車片產(chǎn)生很大的壓力：前剎片是利用摩擦力使車輪減速，同時(shí)在接地點(diǎn)產(chǎn)生向后的摩擦力來使車體減速以前輪夾式剎車和傳統(tǒng)后輪軸心的盤式剎車來比較，對同樣大小的剎車壓力而言，前者因力臂較長，會(huì)比后者有較大的力矩，效果較佳：接地的輪胎也是靠摩擦力使車子前進(jìn)，剎車也是同樣道理：輪軸中央用滾珠軸承加黃油來減少摩擦，提高傳動(dòng)效率：踏板是輪軸的運(yùn)用：前后齒輪是利用鏈條傳動(dòng)的齒輪系統(tǒng)，因?yàn)榍按蠛笮?，所以費(fèi)力而省時(shí)，可以把車子加速到很快：后齒輪傳動(dòng)給后輪是一種作用力施在軸上的輪軸系統(tǒng)：有些座墊下方是以彈簧為避震器，是彈簧在日常生活中除了做為彈簧秤外，另一大用途：新型自行車有些裝上油壓避震器，是帕斯卡原理的運(yùn)用二、為何自行車剛騎動(dòng)時(shí)手把會(huì)不自覺轉(zhuǎn)動(dòng)？自行車基本上是兩點(diǎn)著地，騎動(dòng)時(shí)可以不倒下是因?yàn)閮奢啙L動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水平方向的角動(dòng)量；當(dāng)車子幾乎靜止時(shí)角動(dòng)量消失了，質(zhì)心要通過底座(人和車體在地面的投影)的機(jī)會(huì)非常少，不可避免就要倒下，此時(shí)若轉(zhuǎn)動(dòng)手把就會(huì)產(chǎn)生垂直方向的角動(dòng)量，使車子保持平衡，這點(diǎn)和飛盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以保持平穩(wěn)飛行有異曲同工之妙，但因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)不是很完整，方向又一再改變，所以一般不能撐很久三、變速原理設(shè)前齒輪半徑a、后齒輪半徑b，a/b的比值愈大，可以愈省力，但省力一定較費(fèi)時(shí)，所以車騎得不快，一般在起動(dòng)時(shí)會(huì)把a(bǔ)/b調(diào)小一點(diǎn)，比較容易克服最大靜摩擦力，之后再把比值變大一輛十段變速的自行車有兩個(gè)不同半徑的前輪，后面有五個(gè)，以共有十種組合四、剎車原理從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來看，急剎車車子可能向前翻倒先考慮前輪剎死的情形：此時(shí)以前輪著地點(diǎn)為支點(diǎn)，因車子有向前的慣性(人車的質(zhì)心明顯在支點(diǎn)右上方)，很容易有向前翻的情形發(fā)生；那后輪剎車的情形又如何呢?如果后輪剎死了車子的慣性一樣向前，但此時(shí)前輪對地面的壓力會(huì)增大，相對減少后輪的下壓力，所以翻車的機(jī)會(huì)較少，當(dāng)然若是向前的慣性實(shí)在太大，車子一樣會(huì)以前輪為支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)而使后輪會(huì)上蹺綜合以上可知：自行車最好不要單獨(dú)剎前輪，若只有一個(gè)剎車系統(tǒng)應(yīng)裝在后輪，當(dāng)然兩輪一起剎車最理想不論用那一輪剎車，前輪的下壓力一定會(huì)增大，后輪的一定減少，所以前輪的剎車摩擦力比后輪的大所以在機(jī)車或汽車上，效果較佳(當(dāng)然也較貴)的碟式剎車裝在前輪，后輪再裝鼓式剎車，此即常在汽車廣告中聽到的前碟后鼓，但注意使用的前提是前后剎車一定同時(shí)作用，以免翻車。第二課時(shí)圖1和圖2是兩種常見的自行車，在其中涉及到很多物理知識(shí)，包括杠桿、輪軸、摩擦、壓強(qiáng)、能量的轉(zhuǎn)化等力學(xué)、熱學(xué)及光學(xué)知識(shí)，下面具體來分析一下一、力學(xué)知識(shí)1摩擦方面(1)自行車車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋，增大接觸面粗糙程度增大摩擦力(2)車軸處經(jīng)常上一些潤滑油，以減小接觸面粗糙程度，來減小摩擦力(3)所有車軸處均有滾珠，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，來減小摩擦，轉(zhuǎn)動(dòng)方便(4)剎車時(shí)，需要纂緊剎車把，以增大剎車塊與車圈之間的壓力，從而增大摩擦力，(5)緊蹬自行車前進(jìn)時(shí)，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進(jìn)的動(dòng)力，前輪受到的摩擦力方向向后，是自行車前進(jìn)的阻力；自行車靠慣性前進(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向均向后，這兩個(gè)力均是自行車前進(jìn)的阻力2壓強(qiáng)方面(1)一般情況下，充足氣的自行車輪胎著地面積大約為S=210Cm5cm=100cm2，當(dāng)一普通的成年人騎自行車前進(jìn)時(shí)，自行車對地面的壓力大約為F=(500N+150N)=650N，可以計(jì)算出自行車對地面的壓強(qiáng)為6.5104Pa(2)在車軸擰螺母處要加一個(gè)墊圈，來增大受力面積，減小壓強(qiáng)(3)自行車的腳踏板做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對腳的壓強(qiáng)，(4)自行車的內(nèi)胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時(shí)，氣體的質(zhì)量越大，壓強(qiáng)越大(5)自行車的車座做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對身體的壓強(qiáng)3輪軸方面(1)自行車的車把相當(dāng)于一個(gè)輪軸，車把相當(dāng)于輪，前軸為軸，是一個(gè)省力杠桿，如圖3所示(2)自行車的腳踏板與中軸也相當(dāng)于一個(gè)輪軸，實(shí)質(zhì)為一個(gè)省力杠桿(3)自行車的飛輪也相當(dāng)于一個(gè)省力的輪軸4杠桿方面：自行車的剎車把相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿5慣性方面(1)當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，停止蹬自行車后，自行車仍然向前走，是由于它有慣性(2)當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，若遇到緊急情況，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去6能量轉(zhuǎn)化方面(1)當(dāng)人騎自行車下坡時(shí)，速度越來越快，是由于下坡時(shí)人和自行車的重力勢能轉(zhuǎn)化為人和自行車的動(dòng)能(2)當(dāng)人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來增大人和自行車的動(dòng)能，這樣上坡時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，能上得更高一些(3)如圖4所示，自行車的車梯上掛有一個(gè)彈簧，在它彈起時(shí)，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，車梯自動(dòng)彈起7聲學(xué)方面自行車的金屬車鈐發(fā)聲是由于鈴蓋在不停的振動(dòng)，而汽笛發(fā)聲是由于汽笛內(nèi)的氣體不斷的振動(dòng)而引起的8齒輪傳動(dòng)方面(1)線速度和角速度的關(guān)系，如圖5所示，設(shè)齒輪邊緣的線速度為v ，齒輪的半徑為R，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則有v = R二、熱學(xué)知識(shí)在夏天自行車輪胎內(nèi)的氣體不能充得太足，是為了防止自行車爆胎，因?yàn)閷τ谫|(zhì)量、體積一定的氣體，當(dāng)溫度越高，壓強(qiáng)越大，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，若超過了輪胎的承受能力，就會(huì)發(fā)生爆胎的情況三、光學(xué)知識(shí)在日常生活中，自行車的后面都裝有一個(gè)反光鏡，它的設(shè)計(jì)很巧妙，組成如圖6所示，它是由三個(gè)相互垂直的平面鏡組成一個(gè)立體直角，用其內(nèi)表面作為反射面，這叫角反射器當(dāng)有光線從任意角度射向尾燈時(shí)，它都能把光反向射回，當(dāng)光線射向反光鏡時(shí)，會(huì)使后面的人很容易看到在夜間，當(dāng)汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上，無論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強(qiáng)遠(yuǎn)大于一般的漫反射光，就如發(fā)光的紅燈，足以讓汽車的司機(jī)觀察到第三單元 江河大堤與水庫大壩一般江河大堤和水庫大壩的橫截面如圖1甲、乙所示。比較上面兩圖，不難發(fā)現(xiàn)，它們的共同之處都是上窄下寬，不同的是江河堤的迎水面坡度緩，背水面坡度陡，而水庫壩則恰恰相反，擋水面坡度陡，背水面坡度緩一、為什么江河大提與水庫大壩都修成上窄下寬無論是江河大堤，還是水庫大壩都修成上窄下寬，其目的主要是為了“三防”1防水壓根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式可知，堤壩內(nèi)的水越靠近堤壩底，水深越大，水產(chǎn)生的壓強(qiáng)也越大堤壩下寬能承受較大的水壓，確保堤壩的安全2防滲漏堤壩下部受水的壓強(qiáng)越大，水越容易滲進(jìn)壩體把下部修得寬些，就可以延長堤壩內(nèi)水的滲透路徑，增大滲透阻力，從而提高堤壩的防滲透性能3防滑動(dòng)堤壩內(nèi)水的壓力總有將大堤向外水平推動(dòng)和將大壩推向下游的運(yùn)動(dòng)趨勢，堤壩基底需要有與之抗衡的靜摩擦力，才能保持堤壩平衡將堤壩下部修寬既可增大壩體的重力，也可增大迎水面（擋水面）上水對壩體豎直向下的壓力，因此，可以增強(qiáng)壩體與壩基間的最大靜摩擦力，達(dá)到防止堤壩滑動(dòng)的目的二、為什么江河大堤和水庫大壩兩邊的坡度陡緩狀況修得恰恰相反對于兩岸攔水的大堤來說，奔騰的江河水的沖擊力方向朝下游，水對堤壩的作用力主要是壓力，如圖2甲、乙所示，水的壓力垂直于堤面，根據(jù)力的分解知識(shí)有，因此，對于同樣大小的水的壓力，坡度平緩的堤面所受橫向水平壓力較小，即；所受豎直向下的壓力較大，即所以對于江河大堤，迎水面坡度緩，水對大堤水平向外的推力小同時(shí)豎直向下的力大，有利于增大堤壩基底與堤壩的靜摩擦力，即可以防滑。 對于水庫大壩受力分析，如圖3所示，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式，水庫大壩的擋水面各處承受的壓強(qiáng)跟水深成正比，呈三角形分布，故總水壓力通過壓強(qiáng)的三角形分布距壩底3設(shè)水庫大壩的總重力為，重心在處，為便于分析，設(shè)水庫中水對大壩的總壓力水平向外（大壩外側(cè)），如圖4所示因受水的壓力的作用，壩體會(huì)以水庫外側(cè)大壩的壩腳為支點(diǎn)有沿順時(shí)針方向傾覆的趨勢，其傾覆力矩為3而大壩依靠自身的重力產(chǎn)生的抗傾覆力矩G把壩體修得沿背水面坡度緩一些，能夠達(dá)到既增大重力，又增大力臂的效果，從而達(dá)到增大抗傾覆力矩G的效果由此可見，在不增加建設(shè)大堤和大壩的土石方，用料及造價(jià)相同的前提下，迎水面比背水面緩的江河大堤更牢固，擋水面比背水面陡的水庫大壩更穩(wěn)定。 第四單元 體育中的物理 第一課時(shí)一、舉重中的物理知識(shí)在舉重比賽中，運(yùn)動(dòng)員上場之前總要在手上擦些“白粉”。這些“白粉”是鎂粉，擦過之后，可增大手與被握物體的摩擦，減少運(yùn)動(dòng)中的失誤。千萬不要以為舉重只是“一舉之功”的“力氣活”。這個(gè)短短幾秒鐘之內(nèi)的“舉手之勞”卻包含了最豐富生動(dòng)的物理學(xué)、生物學(xué)知識(shí)。有人把舉重的要訣歸納為“近、快、低”。從提鈴到舉起，都要求杠鈴盡量貼“近”身體縱軸，否則便會(huì)因重力和慣性產(chǎn)生的力矩導(dǎo)致身體失去平衡。讓杠鈴的重力作用線通過或接近兩腳形成的支撐面中心，有利于發(fā)力并減少無用和有害分力，并充分發(fā)揮身體的杠桿作用。杠鈴重心上升的S形曲線應(yīng)盡量靠近支撐面中心垂線，弧度越小越好?！翱臁钡膬r(jià)值在于以爆發(fā)力賦予杠鈴足夠的加速度和上升高度。優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員提鈴時(shí)，杠鈴垂直上升速度約為1.6米/秒，出現(xiàn)“超重”現(xiàn)象。發(fā)力峰值達(dá)到人鈴重量之和的1.5倍以上。而遲緩的“生拉硬拽”必然導(dǎo)致事倍功半，是舉重動(dòng)作的大忌?！暗汀钡囊I(lǐng)在于發(fā)力后體位迅速下降。由于提鈴高度不可能與肩平齊，而只能拉到腰部，這時(shí)必須趕緊“放下身段”，“屈尊下就”，充分利用寶貴的零點(diǎn)幾秒時(shí)間，搶在杠鈴下落之前將胸部轉(zhuǎn)入橫桿之下并將它穩(wěn)穩(wěn)接住。人體重心下降速度之所以能夠超過自由落體，是因?yàn)橛昧ο蛏咸嶂鈺r(shí)，反作用力能夠使下蹲加快。剩下的事便是靠著強(qiáng)大的兩腿和軀干力量站立起來了。舉重選手最動(dòng)人的姿態(tài)要數(shù)高高舉起杠鈴的瞬間了，如果說雙臂形成的V字象征勝利，那么這種V型姿勢確實(shí)和勝利大有關(guān)系。因?yàn)檩^寬的握距有利于減少需要舉起的高度。這里服從的原則還是一個(gè)“低”字。為什么每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的挺舉成績都毫無例外的高于抓舉成績？原因在于抓舉要求不能停頓，需要一氣呵成，而挺舉卻能分成兩個(gè)步驟，不僅減少了杠鈴一次上升的必要高度，而且身體能得到休息和調(diào)整。舉重是靠瞬間爆發(fā)力取勝的高強(qiáng)度無氧運(yùn)動(dòng)。需要調(diào)動(dòng)腿、腰、背、肩、臂等全身肌群的力量。發(fā)力時(shí)運(yùn)動(dòng)員屏息憋氣、青筋怒張、瞬時(shí)血壓能躥升到300毫米汞柱以上。二、跑步中的物理知識(shí)短跑運(yùn)動(dòng)員在短跑時(shí)要換穿短跑運(yùn)動(dòng)鞋，這種鞋的底部安有小釘，運(yùn)動(dòng)員在高速奔跑時(shí)，小釘可以扎進(jìn)跑道，有效地防止運(yùn)動(dòng)員打滑摔倒。跑步越向內(nèi)跑道，跑的越快，這是向心力的緣故。跑到終點(diǎn)后，會(huì)繼續(xù)前進(jìn)一段路程，這是慣性在起作用。三、游泳中的物理知識(shí)游泳穿“鯊魚衣”在游泳比賽中，運(yùn)動(dòng)員常穿特殊的游泳衣“鯊魚衣”。穿這種游泳衣的目的是減小運(yùn)動(dòng)員與水之間的摩擦，提高成績。四、跳高、跳遠(yuǎn)中的物理知識(shí)跳高、跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員往往選擇體重較輕的人參加，這是因?yàn)樘?、跳遠(yuǎn)時(shí)要克服重力做功。起跳的越有力，跳的越遠(yuǎn)，這是由于力的作用是相互的。五、拔河比賽中的物理知識(shí)兩隊(duì)拔河時(shí)，手長久握住繩子會(huì)發(fā)燙，這是摩擦生熱的原因。在拔河時(shí)盡量要降低重心，這是因?yàn)橹匦脑降头€(wěn)定性越好。地面越粗糙越有利，因?yàn)槟Σ亮Φ拇笮∨c接觸面的粗糙程度有關(guān)。兩隊(duì)勢均力敵時(shí)，繩子處于靜止?fàn)顟B(tài)，二力平衡了。第二課時(shí)六、球、投籃、乒乓球、足球等球類中的物理知識(shí)（一）鉛球投遠(yuǎn)速度：速度快，瞬間爆發(fā)力，投得就遠(yuǎn)。因?yàn)槌跛俣仍酱?，?dòng)能越大，投擲的也越遠(yuǎn)。我們查閱書本知識(shí)知道S=v2Sin2a/g，當(dāng)a不變v越大S也越大。當(dāng)v不變時(shí)，a=45時(shí)，S最大。（二）投籃：角度成450角投進(jìn)的成功率較高距離越近，投進(jìn)的成功率。碰板時(shí)，幾度打過去，會(huì)幾度彈回來。查閱相關(guān)的知識(shí)我們作出的解答是：在碰板中，若以幾度打過去，就會(huì)以幾度返回來，這道理與光的反射定律是相似的。對于投籃距離越近，投中率越高，是因?yàn)榍蛟谇斑M(jìn)過程中還一邊不斷地下落，若距離近一些，下落的距離也會(huì)小一些，這樣命中率也就大了。（三）乒乓球中的物理知識(shí)接球，擊球時(shí)球從運(yùn)動(dòng)靜止，靜止運(yùn)動(dòng)。力能使物體發(fā)生形變，球擊中網(wǎng)，網(wǎng)會(huì)發(fā)生變形。氣體的熱脹冷縮現(xiàn)象，當(dāng)乒乓球癟了，放入熱水中一燙，就會(huì)恢復(fù)原狀。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，從高出落下，再回升，勢能動(dòng)能勢能。越高的地方落下，轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能越大，被反彈上去越高。（四）足球中的物理知識(shí)1球越滾越慢。在球場上踢出的球越滾越慢，最終停下來。這是因?yàn)樘叱龅淖闱蛴捎趹T性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，沿原來的運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)滾動(dòng)；而在運(yùn)動(dòng)方向上只受到了滾動(dòng)摩擦力的作用，這個(gè)阻力改變了足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，阻礙足球滾動(dòng)，使球越滾越慢，所以球最終停止運(yùn)動(dòng)。2守門員接球。當(dāng)隊(duì)員大腳射門時(shí)，球速可以高達(dá)100千米/小時(shí)。如果守門員用胸部停球，那么胸部所受到的沖力將高達(dá)1500牛；如果用手接球，沖力要減少到500牛。這是因?yàn)橥ㄟ^手臂的運(yùn)動(dòng)可使球的制動(dòng)距離延長3倍的緣故。3守門員撲點(diǎn)球。守門員撲點(diǎn)球時(shí)，撲住的成功率一般只與守門員的判斷反應(yīng)能力有關(guān)，為什么呢？因?yàn)辄c(diǎn)球的位置距球門只有915米，射門時(shí)球速可以高達(dá)100千米/小時(shí)，這樣球到球門的時(shí)間大約是032秒，而人腦的反映時(shí)間大約是06秒，這樣足球到球門的時(shí)間就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人腦的反映時(shí)間，所以守門員根本沒有時(shí)間調(diào)整自己的意識(shí)，因此點(diǎn)球的撲住與否跟守門員對進(jìn)球方向的預(yù)先判斷直接有關(guān)。正是由于這種原因我們在看點(diǎn)球大戰(zhàn)時(shí)，球明明向球門左邊飛去而守門員卻撲向右邊就不足為奇了。4運(yùn)動(dòng)員絆倒時(shí)前傾?？焖俦寂艿倪\(yùn)動(dòng)員被對方運(yùn)動(dòng)員的腳或身體絆住時(shí)，都是向前傾倒。出現(xiàn)這種情況的原因是：人的下半身由于被絆住而停止了運(yùn)動(dòng)，上身卻由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，于是奔跑的運(yùn)動(dòng)員絆倒時(shí)向前傾倒。5噴霧療傷。在足球比賽中，運(yùn)動(dòng)員相互碰撞跌倒后，?？吹竭\(yùn)動(dòng)員雙手抱腿，在地上翻滾。這時(shí)，隊(duì)醫(yī)就會(huì)迅速進(jìn)場，從藥箱中取出一只瓶子，對著球員的傷痛處噴出一股白霧，一會(huì)，傷員疼痛消失，就可以重新入場比賽了。實(shí)際上這是因?yàn)槠恐醒b的是“冷氣霧鎮(zhèn)痛”，它是由氟氯甲烷配一些鎮(zhèn)痛治傷藥組成，這種藥液從噴嘴噴到傷處時(shí)，迅速汽化成霧狀。由于汽化要吸收大量的熱量，運(yùn)動(dòng)員受傷處溫度將急劇下降，血管收縮，神經(jīng)麻痹，于是痛感就很快消失。6弧線球的形成。我們在看球時(shí)，經(jīng)常聽到解說員說：球在空中劃著美麗的弧線，直掛球門死角。那么球?yàn)槭裁丛诳罩袆澲利惖幕【€呢？那是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在踢球時(shí)，用腳的內(nèi)側(cè)或外側(cè)摩擦球使球在空中水平方向運(yùn)動(dòng)，這樣就造成了球的水平兩側(cè)的氣流速度大小不一樣，根據(jù)氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系，空氣對球在水平方向上的力的大小也就不一樣，所以球在前進(jìn)的同時(shí)，還在與球前進(jìn)方向垂直的水平方向上發(fā)生彎曲，從而造成了“美麗的弧線”。第五單元 GPS全球定位系統(tǒng)第一課時(shí)一、發(fā)展歷史五十年代未，原蘇聯(lián)發(fā)射了人類的第一顆人造地球衛(wèi)星，美國科學(xué)家在對其的跟蹤研究中，發(fā)現(xiàn)了多普勒頻移現(xiàn)象，并利用該原理促成了多普勒衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)TRANSIT的建成，在軍事和民用方面取得了極大的成功，是導(dǎo)航定位史上的一次飛躍，我國也曾引進(jìn)了多臺(tái)多普勒接收機(jī)，應(yīng)用于海島聯(lián)測、地球勘探等領(lǐng)域。但由于多普勒衛(wèi)星軌道高度低、信號(hào)載波頻率低，軌道精度難以提高，使得定位精度較低，以滿足大地測量或工程測量的要求，更不可能用于天文地球動(dòng)力學(xué)研究。為了提高衛(wèi)星定位的精度，美國從1973 年開始籌建全球定位系統(tǒng)GPS （Global Positioning System）。在經(jīng)過了方案論證、系統(tǒng)試驗(yàn)階段后，于1989年開始發(fā)射正式工作衛(wèi)星，并于1994年全部建成，投入使用，歷時(shí)20年，耗資200億美元，是具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。二、基本組成GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間星座部分-GPS衛(wèi)星；地面控制部分-地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分-GPS信號(hào)接收機(jī)。1. 空間星座部分按目前的方案，全球定位系統(tǒng)的空間部分使用21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，記作（21+3）GPS星座，高度約2.02萬千米，均為近圓形軌道，運(yùn)行周期約為11小時(shí)58分，分布在六個(gè)軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時(shí)間都可觀測到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形（DOP）。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑＰl(wèi)星向地面發(fā)射兩個(gè)波段的載波信號(hào)，載波信號(hào)頻率分別為1575.442兆 赫茲（L1波段）和1227.6兆赫茲（L2波段），衛(wèi)星上安裝了精度很高的原子鐘，以確保頻率的穩(wěn)定性，在載波上調(diào)制有表示衛(wèi)星位置 的廣播星歷，用于測距的C/A碼和P碼，以及其它系統(tǒng)信息，能在全球范圍內(nèi)，向任意多用 戶提供高精度的、全天候的、連續(xù)的、實(shí)時(shí)的三維測速、三維定位和授時(shí)。2. 地面控制部分GPS系統(tǒng)的控制部分由設(shè)在美國本土的四個(gè)監(jiān)控站、一個(gè)上行注入站和一個(gè)主控站組成。監(jiān)控站的主要任務(wù)是取得衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。主控站設(shè)在范登堡空軍基地，主要任務(wù)是收集各監(jiān)控站對GPS衛(wèi)星的全部觀測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星鐘改正值。上行注入站也設(shè)在范登堡空軍基地，它的任務(wù)主要是在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí)把這類導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。這個(gè)GPS定位器此刻處于我國哪個(gè)城市的什么部位？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？3. 用戶設(shè)備部分手持式GPS定位器用戶接收機(jī)：GPS 接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號(hào)， 并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星 到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出用戶接收機(jī)所處的三維位置，位置，甚至三維速度和時(shí)間。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號(hào)的接收設(shè)備，即GPS信號(hào)接收機(jī)?？梢栽谌魏螘r(shí)候用GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位測量。根據(jù)使用目的的不同，用戶要求的GPS信號(hào)接收機(jī)也各有差異。目前世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)GPS接收機(jī)，產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來分類。三、定位原理由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測點(diǎn)的位置（X,Y,Z）。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。事實(shí)上，接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。（3）雙頻法：在GPS觀測量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行相對定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)（大氣有明顯差別），應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。（）其它：其他提高精度技術(shù)：有聯(lián)測定位技術(shù)；偽衛(wèi)星技術(shù)；無碼GPS技術(shù)；GPS測角技術(shù)；精密星歷使用技術(shù)；反SA技術(shù)；GPS/GLONASS組合接收技術(shù)；GPS組合導(dǎo)航技術(shù)等。第二課時(shí)四、應(yīng)用領(lǐng)域GPS的應(yīng)用領(lǐng)域：（1）民用領(lǐng)域車輛自導(dǎo)航：車船管理調(diào)度在出租車行業(yè)、長途運(yùn)輸業(yè)、租車服務(wù)業(yè)等將能夠?qū)囕v進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理。在擁擠的停車場、火車調(diào)度場能夠準(zhǔn)確地確定車輛的位置，有效地調(diào)動(dòng)車輛。，郵遞服務(wù)，民航運(yùn)輸，郵遞服務(wù)：對重要的貨物、包裹與信函等進(jìn)行跟蹤、引導(dǎo)與保護(hù)。對貨場物品入庫與出庫的調(diào)度能有效地確定貨物的存放地點(diǎn)，提高出貨效率，增加管理手段、避免積壓。民航運(yùn)輸：使飛機(jī)著陸時(shí)駕駛員通過儀表操作對準(zhǔn)跑道。漁業(yè)生產(chǎn)：GPS能滿足漁獵對定位的要求。同時(shí)能為捕魚船隊(duì)在法律上避免發(fā)生捕魚邊界的糾紛，提高在經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的作業(yè)效率。公路水路維護(hù)：能準(zhǔn)確地引導(dǎo)維護(hù)人員調(diào)查需維護(hù)的交通設(shè)施?；鹁?、警察、救護(hù)的應(yīng)急調(diào)遣：提高緊急事件處理部門對火災(zāi)現(xiàn)場、犯罪現(xiàn)場、交通事故現(xiàn)場、交通堵塞等緊急事件的響應(yīng)效率。E911：美國通訊委員會(huì)（FCC）要求將所有的移動(dòng)電話安裝無線電定位裝置，以便用戶在通過移動(dòng)電話向911請求幫助時(shí)可找到用戶位置，實(shí)現(xiàn)快速援助。GPS將是滿足FCC要求的一種精確、成本低廉的方式。搜索與求援：將更加有效地對在人跡罕至、條件惡劣的航海、登山探險(xiǎn)、滑雪、沙漠作業(yè)中失蹤的人員進(jìn)行求援搜索。道路支持：車在路上壞了時(shí)，將提高救援車輛找到你的效率。突發(fā)事件臨戰(zhàn)狀態(tài)準(zhǔn)備：如在洪水發(fā)生時(shí)，需要快速地為救災(zāi)工作做好準(zhǔn)備，如繪制洪水邊界圖、排洪國界圖、排洪通道、防洪大堤的調(diào)查?？呻S時(shí)查找運(yùn)輸車輛的當(dāng)前位置，可獲得車輛的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。實(shí)施跟蹤一個(gè)或多個(gè)指定的運(yùn)輸車輛，使它們落在電子地圖的窗口內(nèi)?？稍O(shè)定跟蹤優(yōu)先級和時(shí)間間隔對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。對車輛跟蹤形成直觀的運(yùn)行軌跡。（2）軍用領(lǐng)域GPS是自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、先進(jìn)武器系統(tǒng)及新的戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)理論的一項(xiàng)關(guān)鍵性基本保障技術(shù)，能為地面車輛、人員以及航空、航海、航天等領(lǐng)域的飛機(jī)、船只、潛艇、衛(wèi)星、航天飛機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航定位；武器發(fā)射、偵察、飛機(jī)進(jìn)場著陸、交通管制、搜索營救，戰(zhàn)場部隊(duì)、車輛以及單兵定位；精確制導(dǎo)導(dǎo)彈打擊目標(biāo)坐標(biāo)定位及彈道導(dǎo)引。五、GPS系統(tǒng)主要特點(diǎn)1. GPS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位精度很高。美國在1992年起實(shí)行了所謂的SA政策，即降低廣播星歷中衛(wèi)星位置的精度，降低星鐘改正數(shù)的精度，對衛(wèi)星基準(zhǔn)頻率加上高頻的抖動(dòng)（使偽距和相位的量測精度降低），后又實(shí)行了A-S政策，即將P碼改變?yōu)閅碼，即對精密偽距測量進(jìn)一步限制，而美國軍方和特許用戶不受這些政策的影響，但美國為了獲得更大的商業(yè)利益，這些政策終將被取消2. 全球全天候連續(xù)無源。GPS能為全球任何地點(diǎn)或近地空間的各類用戶提供連續(xù)的全天候全球?qū)Ш侥芰?。用戶不發(fā)射信號(hào)，因而用戶數(shù)量無限。六、GPS的干擾問題GPS信號(hào)很弱，易于干擾。一家俄羅斯公司提供的一種4瓦功率的手持GPS干擾機(jī)，不到4000美元就買得到。如果從零售電子商店購買部件組裝，花400美元就可以造一個(gè)干擾半徑16千米以上的干擾機(jī)。伊拉克戰(zhàn)爭開戰(zhàn)之前，美國就已經(jīng)預(yù)料到伊拉克方面會(huì)干擾GPS信號(hào)。美國其實(shí)早已經(jīng)給其GPS炸彈和導(dǎo)彈裝載了抗干擾技術(shù)，使這些GPS導(dǎo)引的武器能夠在干擾的情況下繼續(xù)使用GPS信號(hào)；即使GPS信號(hào)丟失，這些武器還可以使用自身的其它導(dǎo)引系統(tǒng)如慣性導(dǎo)航、激光制導(dǎo)等，使自己到達(dá)目標(biāo)。第六單元 汽車安全氣囊系統(tǒng)組成及其工作原理第一課時(shí)隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車的行駛速度越來越快，特別是由于汽車擁有量的迅速增加，交通越來越擁擠，使得事故更為頻繁，所以汽車的安全性就變得尤為重要。安全氣囊發(fā)展史安全氣囊從1952年就取得了專利，但在應(yīng)用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過了30多年的漫長路途。直至1984年，汽車碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS208)在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認(rèn)可并開始實(shí)施，其中規(guī)定從1995年9月1日以后制造的轎車前排座前均應(yīng)裝備安全氣囊，同時(shí)還要求1998年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認(rèn)了安全氣囊的作用。如今，這個(gè)在當(dāng)年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬個(gè)產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側(cè)面氣囊、安全氣簾等等。各國生產(chǎn)的中高級轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內(nèi)，隨著CMVDR294碰撞安全法規(guī)的開始實(shí)施，國內(nèi)消費(fèi)者對汽車被動(dòng)安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數(shù)高級車裝備了側(cè)面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。安全氣囊系統(tǒng)組成駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內(nèi)，因此，當(dāng)您看見方向盤上標(biāo)有SRS或Airbag字樣，就可知此車裝有安全氣囊。安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發(fā)送信號(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內(nèi)緊靠緩沖墊處，其容量約50至90升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強(qiáng)度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時(shí)被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時(shí)氣囊設(shè)有安全閥，當(dāng)充氣過量或囊內(nèi)壓力超過一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮?dú)狻０踩珰饽业墓ぷ髟淼湫偷臍饽蚁到y(tǒng)包括二個(gè)組成部分：探測碰撞點(diǎn)火裝置(或稱傳感器)，氣體發(fā)生器的氣囊(或稱氣袋)。當(dāng)傳感器開關(guān)啟動(dòng)后，控制線路即開始處于工作狀態(tài)，并借著偵測回路來判斷是否真有碰撞發(fā)生。如果訊號(hào)是同時(shí)來自兩個(gè)傳感器的話才會(huì)使安全氣囊開始作用。由于汽車的發(fā)電機(jī)及蓄電池通常都處于車頭易受損的部位，因此，安全氣囊的控制系統(tǒng)皆具有自備的電源以確保作用的發(fā)揮。在判定施放安全氣囊的條件正確之后，控制回路便會(huì)將電流送至點(diǎn)火器，借著瞬時(shí)快速加熱，將內(nèi)含的氮化鈉推進(jìn)劑點(diǎn)燃。在近乎爆炸的化學(xué)反應(yīng)快速發(fā)生的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量無害的以氮?dú)鉃橹鞯臍怏w，將氣囊充氣至飽滿的狀態(tài)，并借著強(qiáng)大的沖擊力，氣囊能夠沖開方向盤上的蓋而完全展開，以保護(hù)駕駛者頭部不受傷害。同時(shí)在推進(jìn)劑點(diǎn)燃的過程之中，點(diǎn)火器總成中的金屬網(wǎng)罩可冷卻快速膨脹的氣體，隨即氣囊可由設(shè)計(jì)好的小排氣口排氣，以發(fā)揮逐漸緩沖功能，并避免在車身仍繼續(xù)移動(dòng)時(shí)阻礙碰撞后的視線。需要特別說明的是，傳感器只有在滿足了一定的條件下才會(huì)工作。安全氣囊的傳感器的設(shè)計(jì)有很多種，有一部分是采用擺錘或杠桿式開關(guān)，還有的是彈簧負(fù)載的轉(zhuǎn)輪式，此外還有用水銀開關(guān)的產(chǎn)品。但不論感測器開關(guān)型式如何，都必須有足夠的撞擊力才能使得開關(guān)啟動(dòng)，同時(shí)這個(gè)撞擊力必須來自正的方向才行。通常這個(gè)撞擊力約等于以時(shí)速公里至公里左右碰撞固定物所產(chǎn)生的結(jié)果。當(dāng)汽車受到這種高速碰撞時(shí)，裝在車前端的碰撞傳感器和裝在汽車中部的安全傳感器，就可檢測到車速突然減速，并將這一信號(hào)迅速傳遞給安全氣囊系統(tǒng)的控制電腦，電腦在經(jīng)過分析確認(rèn)之后，才會(huì)引爆安全氣囊包內(nèi)的電熱點(diǎn)火器，使氣囊發(fā)生迅速膨脹。據(jù)計(jì)算，正規(guī)的安全氣囊必須在發(fā)生汽車碰撞后的0.01秒內(nèi)微處理器開始工作，0.03秒內(nèi)點(diǎn)火裝置啟動(dòng)，0.05秒內(nèi)高壓氣體進(jìn)入氣囊，0.08秒內(nèi)氣囊向外膨脹，0.11秒內(nèi)氣囊完全脹大，此刻之后，駕車者才會(huì)撞上氣囊?？梢?，氣囊的打開與否與撞擊角度和撞擊速度都有關(guān)，一般來說在汽車翻轉(zhuǎn)、輕微碰撞、側(cè)面碰撞或后面碰撞時(shí)，氣囊均不會(huì)打開，比如桑塔納2000升級版在車身正面左右各30度以內(nèi)受到重創(chuàng)時(shí)才會(huì)打開安全氣囊。再有一點(diǎn)，對于撞擊速度而言，安全氣囊系統(tǒng)測定的是撞擊后車輛的減速度，因此，在做安全碰撞實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般都是讓車筆直地撞在不能移動(dòng)且不能變形的墻上。安全氣囊的安全性安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部，防止脆弱的乘客肉體與車身產(chǎn)生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。安全氣囊對于在遭受正面撞擊時(shí)，的確能有效保護(hù)乘客，即使未系上安全帶，防撞安全氣囊仍足以有效減低傷害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，配備安全氣囊的車發(fā)生正面碰撞時(shí)，可降低乘客受傷的程度高達(dá)64，甚至在其中有80的乘客未系上安全帶！至于來自側(cè)方及后座的碰撞，則仍有賴于安全帶的功能。此外，氣囊爆發(fā)時(shí)的音量大約只有130分貝，在人體可忍受的范圍；氣囊中78的氣體是氮?dú)猓职捕ㄇ也缓拘?，對人體無害；爆出時(shí)帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態(tài)下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。第二課時(shí)萬事都是一把雙刃劍，安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據(jù)計(jì)算，若汽車以60km的時(shí)速行駛，突然的撞擊會(huì)令車輛在0.2秒之內(nèi)停下，而氣囊則會(huì)以大約300km/h的速度彈出，而由此所產(chǎn)生的撞擊力約有180公斤，這對于頭部、頸部等人體較脆弱的部位就很難承。因此，如果安全氣囊彈出的角度、力度稍有差錯(cuò)，就有可能釀出一場悲劇。安全氣囊在近幾年得到了飛速的發(fā)展，價(jià)格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發(fā)展。同時(shí)，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進(jìn)入90年代以來，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，并被視為一種現(xiàn)代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護(hù)自己有很重要的作用，但對于駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進(jìn)的安全裝置都無法替代的！安全氣囊是怎樣發(fā)明的？安全氣囊為一次性產(chǎn)品每個(gè)氣囊只能使用一次，也就是說氣囊只要引爆就不再有下一次保護(hù)的能力，也不能塞回去再使用，引爆后須回廠換一個(gè)新的氣囊。在美國，重新裝置一套新氣囊和感應(yīng)系統(tǒng)及整組電腦控制器，一般需要3000美元左右，雖說比較貴，但為了生命安全，這倆錢還是不能省的！安全氣囊需與安全帶配合使用由于氣囊是通過爆發(fā)起作用，而設(shè)計(jì)者往往是從大多數(shù)、正常的碰撞模擬試驗(yàn)中尋找最佳方案，但生活中，每一位乘駕者都有自己乘駕習(xí)慣，這就造成了人與氣囊會(huì)有不同的位置關(guān)系，也就決定了氣囊工作的不穩(wěn)定性。因此，要保證安全氣囊真正起到安全的作用，駕乘人員一定要養(yǎng)成良好的駕乘習(xí)慣，保證胸部與方向盤保持一定距離。而最有效的措施就是系好安全帶，安全氣囊只是輔助安全系統(tǒng)，需與安全帶配合使用才能發(fā)揮最大的安全保護(hù)效果。不要在氣囊的前方、上方或近處放置物品注意不要在氣囊的前方、上方或近處放置物品，因?yàn)樵诰o急時(shí)刻這些物品有可能防礙氣囊充氣或被拋射出去，造成更大的危險(xiǎn)。在車室內(nèi)安裝收音機(jī)、CD機(jī)等附件時(shí)，要遵照汽車廠的規(guī)定，不要隨意修改屬于安全氣囊系統(tǒng)的零件及線路，否則會(huì)影響氣囊工作。何時(shí)需要修理氣囊？要注意觀察位于儀表盤上的安全氣囊警告燈。在正常情況下，點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ACC或ON位置時(shí)，警告燈會(huì)亮大約6秒鐘，進(jìn)行自檢，然后熄滅，若警告燈一直亮，則表明安全氣囊系統(tǒng)有故障，應(yīng)立即進(jìn)行修理。否則，有可能出現(xiàn)氣囊不起作用或誤彈出的情況。第七單元 電飯鍋工作原理及保養(yǎng)常識(shí)電飯鍋工作原理電飯鍋是利用發(fā)熱板，在鋁質(zhì)鍋的底部煮飯。發(fā)熱板內(nèi)藏電熱線，這電熱線是由自動(dòng)開關(guān)控制。主要構(gòu)造如圖所示。 發(fā)熱板的中央有一圓孔，孔內(nèi)有一感溫軟磁，它借著彈簧向上頂貼著鍋底。這是一種純鐵氧體。它在100或以下時(shí)，可以被永久磁鐵吸引。但當(dāng)升至103時(shí)，則失去磁性，不再受永久磁鐵吸引。 當(dāng)按下開關(guān)按鍵，如圖(a)所示。開關(guān)橫桿把磁鐵向上頂貼著感溫軟磁。這時(shí)，發(fā)熱線接通，開始加熱。 當(dāng)鍋內(nèi)的飯沸騰后，鍋內(nèi)的水就漸漸減少。當(dāng)水開始蒸干，鍋內(nèi)的溫度就由100上升。當(dāng)升至103時(shí)，感溫軟磁就不受磁鐵吸引，開關(guān)的杠桿因彈簧的彈力及本身的重力而下降，壓使接觸點(diǎn)分開，發(fā)熱線就斷電，如圖(b)所示。同時(shí)，接通另一保溫電路(圖中略去)，保持飯的溫度在70左右。保養(yǎng)小常識(shí) 電飯鍋因其美觀、方便實(shí)用和耗電量省而倍受人們的青睞，但也有因保養(yǎng)不當(dāng)而縮短其壽命的事經(jīng)常發(fā)生。為了合理地使用和保養(yǎng)電飯鍋，以延長其使用壽命應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1、使用過后，內(nèi)鍋經(jīng)洗滌后，外表的水必須揩干后再放入電飯鍋內(nèi)。2、鍋底部應(yīng)避免碰撞變形。發(fā)熱盤與內(nèi)鍋之間必須保持清潔，切忌飯粒掉入影響熱效率甚至損壞發(fā)熱盤。 3、內(nèi)鍋可用水洗滌，但外殼及發(fā)熱盤切忌浸水，只能在切斷電源后用濕布抹凈。4、不宜煮酸、堿類食物，也不要放在有腐蝕性氣體或潮濕的地方。5、使用時(shí)，應(yīng)將蒸煮的食物先放入鍋內(nèi)，蓋上蓋，再插上電源插頭；取出食物之前應(yīng)先將電源插頭拔下，以確保安全。第八單元 微波爐的工作原理第一課時(shí)1946年，斯潘瑟還是美國雷聲公司的研究員。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他發(fā)現(xiàn)微波溶化了糖果。事實(shí)證明，微波輻射能引起食物內(nèi)部的分子振動(dòng)，從而產(chǎn)生熱量。1947年，第一臺(tái)微波爐問世。顧名思義，微波爐就是用微波來煮飯燒菜的。微波是一種電磁波。這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多，而且還很有個(gè)性，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本沒有辦法吸收或傳導(dǎo)它；微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會(huì)消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透過，其能量反而會(huì)被吸收。微波爐正是利用微波的這些特性制作的。微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，可以阻擋微波從爐內(nèi)逃出，以免影響人們的身體健康。裝食物的容器則用絕緣材料制成。微波爐的心臟是磁控管。這個(gè)叫磁控管的電子管是個(gè)微波發(fā)生器，它能產(chǎn)生每秒鐘振動(dòng)頻率為24.5億次的微波。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達(dá)5cm深，并使食物中的水分子也隨之運(yùn)動(dòng)，劇烈的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了大量的熱能，于是食物煮熟了。這就是微波爐加熱的原理。用普通爐灶煮食物時(shí)，熱量總是從食物外部逐漸進(jìn)入食物內(nèi)部的。而用微波爐烹飪，熱量則是直接深入食物內(nèi)部，所以烹飪速度比其它爐灶快4至10倍，熱效率高達(dá)80%以上。目前，其它各種爐灶的熱效率無法與它相比。而微波爐由于烹飪的時(shí)間很短，能很好地保持食物中的維生素和天然風(fēng)味。比如，用微波爐煮青豌豆，幾乎可以使維生素C一點(diǎn)都不損失。另外，微波還可以消毒殺菌。使用微波爐時(shí)，應(yīng)注意不要空燒，因?yàn)榭諢龝r(shí)，微波的能量無法被吸收，這樣很容易損壞磁控管。另外，人體組織是含有大量水分的，一定要在磁控管停止工作后，再打開爐門，提取食物。微波爐的基本結(jié)構(gòu) 讓我們來研究一下微波爐的內(nèi)部構(gòu)造吧。在微波爐的內(nèi)部，安裝有稱作“磁控管”的裝置。加熱食物所用的微波，就是在這里產(chǎn)生的。發(fā)出的微波，通過波導(dǎo)管送入內(nèi)部。內(nèi)壁由金屬制成。微波碰撞之后也會(huì)彈回，為了將微波照到食物上動(dòng)了不少腦筋。在門上覆蓋有過濾器，這樣微波就不會(huì)泄漏到外部。然后是位于正中央的轉(zhuǎn)盤。關(guān)于轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)，在下面將更詳細(xì)地做一些了解。門安全聯(lián)鎖開關(guān)-確保爐門打開，微波爐不能工作，爐門關(guān)上，微波爐才能工作；視屏窗-有金屬屏蔽層，可透過網(wǎng)孔觀察食物的烹飪情況；通風(fēng)口-確保烹飪時(shí)通風(fēng)良好；轉(zhuǎn)盤支承-帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；玻璃轉(zhuǎn)盤-裝好食物的容器放在轉(zhuǎn)盤上，加熱時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使食物烹飪均勻；控制板-控制各檔烹飪；爐門開關(guān)-按此開關(guān)，爐門打開。工作原理(1)爐腔。爐腔是一個(gè)微波諧振腔，是把微波能變?yōu)闊崮軐κ称愤M(jìn)行加熱的空間。為了使?fàn)t腔內(nèi)的食物均勻加熱，微波爐爐腔內(nèi)設(shè)有專門的裝置。最初生產(chǎn)的微波爐是在爐腔頂部裝有金屬扇頁，即微波攪拌器，以干擾微波在爐腔中的傳播，從而使食物加熱更加均勻。目前，則是在微波爐的爐腔底部裝一只由微型電機(jī)帶動(dòng)的玻璃轉(zhuǎn)盤，把被加熱食品放在轉(zhuǎn)盤上與轉(zhuǎn)盤一起繞電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，使其與爐內(nèi)的高頻電磁場作相對運(yùn)動(dòng)，來達(dá)到爐內(nèi)食品均勻加熱的目的。國內(nèi)獨(dú)創(chuàng)的自動(dòng)升降型轉(zhuǎn)盤，使得加熱更均勻，烹飪效果更理想。(2) 爐門：爐門是食品的進(jìn)出口，也是微波爐爐腔的重要組成部分。對它要求很高，即要求從門外可以觀察到爐腔內(nèi)食品加熱的情況，又不能讓微波泄漏出來。爐門由金屬框架和玻璃觀察窗組成。觀察窗的玻璃夾層中有一層金屬微孔網(wǎng)，既可透過它看到食品，又可防止微波泄漏。由于玻璃夾層中的金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔大小是經(jīng)過精密計(jì)算