趣味科普 玩轉力學

胡漫

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

為了使廣大中學生更好地將所學到的力學知識應用到實際中去，提高中學生的動手能力、創新能力，培養中學生對科學的興趣，提高科學素質，形成科學思維，活躍校園科普文化，中國力學學會積極落實《全民科學素質行動計劃綱要（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學會全國中學生趣味力學制作邀請賽，至今已成功舉辦了8屆。

中學生趣味力學制作邀請賽力求做到寓樂于教，在玩中學習，用創意啟發教學，引導學生動手做、動腦想，徹底了解科學背后的原理與應用；激發學生對科學知識的好奇心和興趣，了解力學知識在生活中的應用；培養學生的團隊合作和創新精神，擴大力學知識視野，透過團隊合作、分工，讓學生在有限的時間內展現創意成果，讓學生增加榮譽感并提升對科學的興趣。

邀請賽于每年11—12月舉行，比賽時間為1天，以動手設計與制作為比賽內容，比賽相關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場動手制作作品并演示，評委現場打分。2道題目分數累加后進行獎項評定。競賽設立特等獎、一等獎、二等獎及優秀指導教師獎等獎項。參賽隊伍可以自行設計制作展示學校或選手風采的展板和海報，在現場展示，以增強活動效果。比賽面向全國各中學征集報名，參賽隊以學校為單位，每隊由3名參賽學生和1名帶隊教師組成。

下面將為大家介紹近幾年全國中學生趣味力學制作邀請賽的具體活動內容。

第6屆全國中學生趣味力學制作邀請賽

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

第1道題目是“力學大連環”，要求基于10種力學原理設計、制作大連環，并利用力學方法使之運轉起來，最終呈現一個生活場景。各參賽隊于1個月前知道比賽題目并開始制作，在比賽現場展示作品的性能。學生們展示了各種奇思妙想的設計，觀賞性、趣味性十足。北京市第八中學等學校使用的都是廢舊材料，很好地體現了環保低碳的理念。清華附中永豐學校的參賽隊將力學大連環命名為“嫦娥奔月”，10個環節都進行得非常流暢，并在最后一個環節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于科技制作的視頻，然后選手們需在規定時間內合作探究，拼裝出一個有科技含量的“電動小老虎”，并且通過調整角度、方向，使之完成走直線和轉圓圈的規定動作。此項比賽競爭激烈、難度系數大，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，學以致用的科學思維能力和團隊合作精神最終圓滿完成了比賽任務。

第7屆全國中學生趣味力學制作邀請賽

2014年12月6日，第7屆全國中學生趣味力學制作邀請賽（廣中杯）在北京市廣渠門中學成功舉辦。來自西安交通大學附屬中學、山東省博興第一中學、北京市第八中學等35所學校的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計制作一架飛機和一個彈射裝置。利用彈射裝置發射飛機，使飛機的發射距離達到最遠。參賽學生通過計算并充分發揮想象力，運用僅有的泡沫板和木條等，設計出自己的作品。上場比賽時，每組設計的飛機各有特色，有的利用狹長的流線優勢減小飛行阻力，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美的弧線，是參賽學生智慧與實戰的結晶，提升了他們動腦思考及理論結合實踐的能力！

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，要求參賽學生思維靈活，想到各種增加“炮彈”能量的辦法。有的學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百中！

第8屆全國中學生趣味力學制作邀請賽

2015年12月12日，第8屆全國中學生趣味力學制作邀請賽（京源學校杯）在北京市京源學校舉行。來自北京市第三十五中學、北京師范大學附屬實驗中學、北京市陳經綸中學、北京市第八中學等30余所學校的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，考查同學們對靜力學、運動學、動力學、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，不到一個小時的時間，有的參賽隊已經把模型制作得有模有樣了，之后他們設計了小熊與裝置的連接方式，讓他通過摩擦力動起來。比賽結果以小熊爬到樹頂的時間計分，時間越短，得分越高，參賽同學精益求精地對裝置進行改造調試，爭取做到最好。

第2道題目為“小車定點發射裝置”制作。參賽同學利用給定木板等材料制作成小車，通過橡皮筋發射出去，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度很高，不只是制作出一個裝置，還需要定量設計裝置相關參數才能拿到高分。經過裁判測量，表現最好的一隊能控制小車精確到達指定點，沒有絲毫差距。

中國力學學會第9屆全國中學生趣味力學制作邀請賽擬于2016年12月份舉行，將繼續延續前8屆的風采，寓教于樂，寓學于樂。競賽組織籌備工作將于11月份啟動，請關注活動網站http：∥qwlx.cstam.org.cn/，及時了解活動報名通知！

【中國力學學會】

中國力學學會在錢學森、周培源、錢偉長、郭永懷等著名力學家的共同倡導和組織下，成立于1957年2月。中國力學學會是由全國力學科學技術工作者自愿結成的、依法登記注冊的、非營利的學術性法人社會團體，是發展我國力學科技事業的一支重要社會力量，是中國科學技術協會的組成部分，任務是團結和組織全國力學科技工作者開展國際、國內學術交流，促進民間科技合作和交流；創辦力學刊物，促進力學學科的發展和繁榮；開展力學科普與教育，促進力學科技知識的普及和推廣，促進力學科技人才的成長和提高；組織力學科技工作者參與國家經濟建設中的重大決策項目，提出科學論證及政策建議，促進力學科技與經濟的結合，推動力學為國民經濟建設服務，為加速實現我國社會主義現代化作出貢獻。