附件1:探究活动照片集萃




附件2:“怪坡”揭秘
1993年12月31日,《人民日报》赫然刊出一则惊人消息,说的是沈阳郊区30公里处发现了一个怪坡。车辆上坡省力,下坡费力。上坡能自动滑行到坡顶,下坡反而需要克服大于平地的阻力。言之凿凿,煞有介事,图文并茂,引起武汉电视台科技部编辑、记者的热烈讨论。
1994年元月10日,摄制组的汽车来到了怪坡现场。这是一座坡度平缓的小山,名叫响山。从山脚沿着一条道路上到山腰。据介绍,前面的路段开始转为下坡,这便是名噪全国的怪坡。
为了便于观众抓住要领,我们在这里先按《人民日报》的介绍,画一幅简单的示意图:OA表示从山脚到山腰的上坡路,AB转为下坡路,BC继续上坡。所谓怪坡就是指介于前后两段上坡路之间的这段下坡路AB。
我们站在怪坡的起点向前望去,的确感到是一段下坡路。驱车前行,在20多米之后,确实有所谓下坡费力之感。转过头来再往回走,车也果真开始滑行,前几十米颇有自动上坡的感觉。也许这便是许多人大呼眼见为实的原因。
于是我们拿出事先准备好的简单测试工具,开始悄悄做一点最基本的考察。我们将一只塑料球和一只铁球并排吊起,看到两根引钱完全平行,这个对比实验表明,铁球并没有受到坡上磁力的吸引。我们带来的指北针也反复显示,当地磁场没有任何异常。
接下去做的试验同样简单,在所谓车往坡上滑的行程中,我们将随身带的矿泉水倒在地上,一个重要的事实出现了:水同样往所谓的坡上流去,和汽车自由滑动的方向完全一致,根本不存在报上所说的水流和车辆滑行方向相反的情况。此时,怪坡已经导出了以下结论:在这里,车往“高处”滑,水也是往“高处”流的。
那么,又究竟凭什么证明坡的起点是高处,终点是低处;凭什么认定这两段上坡路间是一段下坡路呢?只能说凭感觉。那么,我们的感觉靠得住吗?
摄制组架起了随身带来的经纬仪,开始进行最基本的实地测量。这本是常识范围内的简单操作。从一端递次测量到另一端,用水平法、三角高程法经过反复测绘,真相终于大白:这个感觉是下坡路的怪坡,其主体部分实际上仍是一段上坡。不过比它前后两段上坡路坡度平缓得多罢了。
请看怪坡的实地测量图:开始一段AD,确是20米左右的下坡路。随后就慢慢变成上坡,人们将起初下坡,后来以上坡为主的道路AB当成了从始至终一贯到底的下坡。这就是怪坡之谜的谜底。
我们把摄像机架在怪坡中点,将云台和托板调成水平,对怪坡从头至尾做180度旋摇。此时清楚看到,坡的起点A在镜头的水平线以下,而终点B在水平线以上,和测量结果完全相同。
开着车又验证一遍,也和测量结果丝毫不差。车无论从怪坡哪一端开始滑行,最后都会停在最低点D。怪坡处处严格遵守着已知的科学规律,这里根本没有一丝一毫可怪之处。
那么,为什么这样多的人都会产生错觉呢?摄制组接着对个中原因进行了探索。
大家知道,我们进行一切定向定位活动,总是离不开参照系的。怪坡处在两段陡坡之间。从一端往前看,迎面是山。从另一端往后看,是路面和天空的交界线。加上四周全是倾斜的山坡,找不到一个可以作为基准的水平面。这种地形地貌的烘托,很容易引起视觉上的误差。
如果说人们在不自觉寻找一种参照系的话,这里唯一能够当作尺度的,大约就是这些护栏、石柱了。
我们开始着手考察这些对道路并无实际意义的石柱。从柱顶吊一根铅垂线,马上便能发现,原来每根石柱都不是垂直的,而是一律平行倾斜了大约5度。错觉就这样加强了。在生活习惯中,我们总是把柱子视为垂直的。一条水平的路如果柱子一律向左倾斜,我们便会感到这是一条左高右低的下坡路;反之,柱子往右倾斜,我们便会感到是一条右高左低的上坡路。现在,在坡度不大的情况下,没人想到去怀疑歪的是柱子,自然就觉得斜的是道路了。
除了石柱的角度外,更能引人误入迷途的是石柱的放置方法。怪坡开头确有一小段下坡,此后才慢慢变成上坡。试想如果路边的柱子都有同一高度,各个柱子顶端的连线自然就能如实描绘出道路起伏的状况。怪坡之谜也会被人一眼看穿。而这里,各处石柱的高度是不同的,设计者确定每根柱子长短的唯一标准是,必须使使它们各自的端点在一条直线上。这样,道路先下坡后上坡的事实便被齐刷刷的柱子顶点所掩盖了。人们误以为柱子顶点的走势就是道路的走势。于是,后面一大段上坡被误认为开头一小段下坡的继续延伸。
此外,怪坡制造者的一番苦心还可以在多处发现。在怪坡首端,右边出发点比左边返回到达点高出数十公分。原因何在呢?右边垫高,是为了人们来到怪坡,放眼望去,第一印象便产生明显下坡感。而左边铲低,则为了保证回来时靠惯性滑得更远。
再譬如,若将怪坡像前面的路段一样修成沥青或水泥路面,照说摩擦力更小,滑行的效果会更好。但光洁的路面容易泄露真实的走势,于是便保持两边高,中间凹的土路模样。柱子根全用碎土石拥住、埋住,看不见显示角度关系的交界线。也隐瞒了柱子在地面部分的真实高度。连那个雕像的底座也是蓄意做成歪的。这哪里是什么自然之谜,分明是一个人造之谜。
于是人们便跟着感觉走,轻信了怪坡现场的种种误导。可以理解,怪坡开发者的初衷,不过是为了赚钱。据云,一年下来,能有极为可观的门票收入。倘若仅仅当作一种大魔术玩玩倒也无可厚非,现在搞得玄乎其玄,神乎其神,分明掩人耳目,偏说重大发现。而我们的新闻单位不做调查,不求甚解,对如此重大的根本性科学问题轻率发言,孟浪认同,以讹传讹,相煽成风,从而在科学空气本来相当稀薄的中国广大公众中,引起极大混乱,这是一场以愚昧制造愚昧的闹剧。事情到了这一步,每个具有科学良知和社会责任感的人还能够再缄口不语吗?
伟大的万有引力定律不理会任何人赚钱的热望,不受任何利益导向的指挥,依旧用自己铁的法则,主宰着怪坡上的一切。在零下20℃的寒冬里,我们的摄制组陷入深思。有句名言说:当真理还在穿鞋的时候,谎言已经跑遍了世界。但我们却执着地坚信:真理一旦迈开脚步,就能把谎言赶出世界。
在怪坡上,车子如果没有外力的作用,它可以往上跑,而不是向坡下跑.
剧说是因为地底下的磁铁矿所造成的这种现象. 这是因为视觉的错觉产生的在特定的线条下你的眼睛会把原本正确的数据分析错所以你认为那车是向上跑其实是向下滑
附件3:路面坡度设计原理
1、公路沥青路面的坡度分“横坡度”“纵坡度”。横坡度是路基(路面)横断方向的坡度,一般的为2%,是为了便于排水,特别是在纵向坡度较小时就显得尤其重要了;在弯道上,为了抵消离心力,需要设超高,即内弯低,外弯高。纵坡度是路基(路面)纵向的坡度,也即平常我们所说的路线的坡度,坡度不宜太小(不利于排水),不宜过陡(不利于行车及安全),同时对其坡长还有一定的限制。计算时,就用高差除以水平距离,即得到坡度值,都是用百分比表示的。各级公路的最大纵坡值: 平原微丘(%) 山岭重丘(%) 高速 3 , 5 一级 4 , 6 二级 5 , 7 三级 6 , 8 四级 6 , 9
附件4:学生体会
隧道里的“怪象”
前天,我骑自行车去学校,这可是我第一次骑车过隧道,我心中不禁有些期待里面会是怎样的感受。刚进隧道,我就感受到了车轮越转越快,我试着不去踩踏板,结果发现车轮还是越转越快,我只能紧紧地握着手把,尽量保持自行车的平衡,随着车子如风前行。
可是正当爬到南口陡坡的一半时,车轮又开始大大的减速,我赶紧踩脚踏,好不容易出了洞口,可是这是平地呀,怎么每一脚都还这么吃力啊?!
怎么会这样呢?刚才我骑过来时有一个缓坡,怎么会加速呢?于是我在沿着对面的车道骑了一次,发现一开始有一半路根本不用踩踏板。后来一半路却踩得非常吃力。于是,我找来了几个小伙伴就隧道怪象这个问题展开了调查,永久隧道的“想进去,就别想出来”的怪象,难道是“重力异常”?“视觉差错”?还是……莫非我们自家门口有“怪坡”?
通过最公正的两位法官“水”和“水平仪”告诉了我答案:永久隧道里的道路并不是一般的路,也不是单向斜坡,而是呈现南北两端高,距离中间偏南口时略低的趋势。
科学就在我的身边,只要留心观察就会有所发现!
601班 鲁奕成
让我印象深刻的一次考察
在人人欢庆的寒假假期里,我与小伙伴们来到了北干山隧道,调查为什么在隧道里骑自行车时不费力?
首先我们来到了隧道边,查看北干山隧道的地形,发现,隧道北段比较平坦,到南口呈现明显的上坡现象,可是又怎么会省力呢?我们带着种种的疑惑走进隧道,拿出了事先准备好的水平仪,从北口开始测量,这里水平仪明显不在水平线上,我们又拿出了事先准备好的水,将它滴在隧道上,看看这个水的去向在何方?结果,这个水往南往外侧流走了,经过反复的测验,我们确定了整个隧道骑行时为什么不费力的真正原因了!原来,这个隧道的路面结构不一样,南北两端的路面角度不同,车道内外两侧的坡度也不一样,在重力加速度和两种力的综合下,这样才使骑自行车时上坡不费力。
科学就在身边!北干山隧道,带给了我一次别样的科学考证之旅,是我们对科学产生了浓厚的兴趣,让我们受益匪浅,春节的假期生活就是这样丰富多彩!
601班 沈博弈
探秘隧道怪象
2月10日,我和同学们来到永久隧道里探秘传说中隧道里的怪象。
想要探秘“怪象”,必须做实验。我们先从隧道北口进入,一路向南,每隔2米在道路中间倒一次水,所谓“水往低处流”和肉眼看到的一样,水果然往南面流了,说明北入口的坡度大。再隔2米倒水,情况依然相同,可向南入口走了200米以后,到了大概在隧道中间在南面部分时,我们倒下的水呈直角向道路外侧流后,竟然停住了。再往南上斜坡走倒水,水又往外侧流后又往北面流了。不出我们所料,这个隧道的地面是有坡度的。我根据这个实验画了一幅图:


继续实验,通过水平仪的测量,我们发现永久隧道的路面南北两端高(南端高些),中间部分低。
可究竟为什么要这样设计?原来北干山永久隧道地处特殊地段,考虑到排水、行车速度和省力,将路面设计成南北两端高、中间低、路面向外侧倾斜一定坡度。
隧道设计师们利用科学,考虑到各种方面,设计出使人既省力又方便的永久隧道,真是别有用心啊,想不到生活中常有的隧道,都有如此奇妙之处。同学们可以骑着自行车来这隧道,亲自体验一下它的奇妙之处,感受生活中的科学!
602班 高昕
隧道里的“怪象”
听说萧山永久隧道中发生了奇怪的现象,究竟是什么呢?我带着疑问,在2月10日,与同学们一起去探寻隧道里的“怪象”。
萧山永久隧道北接永久路,南抵北干山南路,全长270米,采用连拱双洞隧道,由两个单向行驶车道组成。隧道一眼看去也没什么特别之处,但是奇怪的是,明明是开始平坦,后来慢慢成上坡状态的路面,无论是骑自行车,还是跑步,速度不会因为上坡放慢,反而越来越快。俗话说得好“水往低处流”,所以,我们决定用水来帮助我们解开这个谜团。
我们从北入口进入,选准一个点位往上倒一些水,发现水正在向南慢慢流去,接着,我们每隔一定的距离就倒上一些水,这时,神奇的现象出现了,几乎所有水的走向都是由北向南的。我们一路跟着水流的方向仔细观察,又发现了另一个神奇的现象,就在距离北口往南约150米处,水向外成直角后竟然神奇地停住了脚步。再往南,到了陡坡衔接处,奇迹发生了,水竟然向北向外流了,真是太不可思议了。
为了进一步解开谜团,我们又用上了水平仪,发现距离隧道北口的地方路面偏高,向南则倾斜。
水的试验证明,这个永久隧道真有坡度存在。根据我们的发现,我们推断如果是下雨天,雨水应该都会向边上流,是不会灌入隧道内的。
那么,永久隧道为什么要这样设计呢?原来永久隧道位于北干山山脚,而这个位置处于特殊地段,转弯的地方比较急,安全起见,需要在南出口拉出一个近似直角的转弯坡度,同时,考虑到排水和行车速度等问题,隧道的路面才特意设计成向外侧倾斜的一定坡度,由于坡度设计得很巧妙,一般情况下,是察觉不到的。
科学就在身边,设计师们用他们的聪明才智让我们的生活变得更加方便、快捷、舒适,
这次科学探索活动,让我深深地感受到科学的有趣与重要性,我们终于解开了这个谜团!
602班 沈彦彤
附件5:活动报道




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