也许“北京八分钟”黑科技与物理只差一个“堪寻”的距离
2月25日晚，为期半个月的平昌冬奥会迎来了闭幕式的表演，下届冬奥会将在北京举办。
在每届奥运会闭幕式上下届的东道主可以利用八分钟的时间展现自己的文化和特色等等，这次平昌冬奥会的闭幕式北京八分钟的导演是张艺谋。
在这八分钟里，张艺谋导演摒弃了善长的“人海战术”，而是精简演员数量，大量采用科技手段呈献，使用大量蕴涵“中国制造”和“中国智慧”的高科技。例如，演员穿着2.35米，重20斤左右的“熊猫木偶”穿梭自如；搭载“冰屏”的智能机器人，排除干扰，配合演员共舞；可视化视觉仿真预演系统帮助导演完善表演方案；石墨烯智能发热服为演员抵御寒冷。
可是谁知道，为了这完美地呈现这八分钟，背后的团队为此准备了13个月。
可是谁了解，这八分钟里有隐藏多少中国制造的黑科技。
又有谁去留意，这些黑科技里又隐藏着多少初中物理考题。
不要紧，做为一名还资深的初中物理老师，今天我就抛砖引玉，和大家掰扯一下这些黑科技中初中物理，也许黑科技与初中物理只差一个“堪寻（微信公众号ID：feiyangdewuli)”的距离。
素材解读
表演中，两只憨态可掬的大熊猫让人印象深刻，它们既是文化的使者，更代表着中国“国宝级”工艺的传承。
熊猫道具出自四川省南充大木偶剧院的工艺师之手。舞台上，演员要穿着熊猫木偶道具进行轮滑表演，所以对道具的重量需要控制到非常轻。最初制作完成的熊猫木偶有七八十斤，远远达不到表演的需要。经过不断改良和创新，先后尝试了人造纸藤、天然白藤、竹篾条、铝合金丝、碳纤维条、PVC仿真藤条等多种材料，反复对比，进行了上百次测试，才最终确定了用铝合金管材和碳纤维条相结合，配合LED灯的制作工艺。
最终版的熊猫木偶高达2.35米，重量仅有20斤，比初期版本轻了几十斤。
物理解读
相同体积的不同物质的质量一般不同，物质的这种特性用密度来表示。由某种物质构成的物体的质量与体积之比叫做这种物质的密度。密度是物质的基本性质之一，每种物质都有自己的密度，并且不同的物质一般不同，因此测量密度是鉴别物质的方法之一。密度在工业生产中也有重要的应用，例如航空器材常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料制成，机床底座则需要用坚固、密度大的材料制成。
试题举例
在“北京八分钟”的精彩表演中，两只憨态可掬的大熊猫让人印象深刻。据悉，这两只熊猫是由穿着木偶道具完成表演的。熊猫木偶高达2.35米，质量却只有10kg，因为木偶主要是由铝合金材料制成的。这主要是利用了铝合金材料的下面哪种性质 （ ）
A．质量小 B．密度小 C．比热容小 D．导电性能好
参考答案：B
素材解读
在“北京八分钟”时间，“冰屏”底部的机器人与轮滑舞者的互动，是中国新一代智能机器人第一次在国际赛事上表演高难度舞蹈动作。机器人研发团队负责人张雷介绍说，这次表演实现了技术方面两点突破：首先，机器人导航更加精准，演员和机器人之间有频繁的穿梭互动，演出场地内的灯光干扰多，这就要求机器人要看得远、看得清，同时用最短的时间做出判断，并迅速做出适应和调整。其次，相比常用的工业机器人，此次的演员机器人动作更复杂灵活，包括完成行进中旋转、摆动，配合演员做出花哨的动作等。
据悉，为了体现冰雪主题，24个机器人身上装载的大屏幕打造成了像冰雪一样效果的“冰屏”（雪花洁白、冰花透明），实现透明图像显示，效果更逼真，更灵动。每块“冰屏”长3米，中间没有横梁，背后卡槽与屏幕之间的距离，可以用微米计算。此外，所有屏幕经过了风洞和冷库测试，达到风速每秒15米的要求。
物理视角
（1）米、微米是长度的单位；（2）米每秒是速度的单位，1m/s＝3.6km/h；（3）LED是发光二极管的简称，由半导体材料制成。LED要发出的白光需要能产生红、绿、蓝三种单色光的发光二极管。
试题举例
为了保证万无一失，在“北京八分钟”亮相的“冰屏”都在风洞中经过了15m/s的风速的测试。15m/s合______km/h。当“冰屏”固定在风洞中进行风速测试时，“冰屏”相对于_______（选填“地面”或“空气”）是运动的。要把冰屏固定在机器人上，槽与屏幕之间的距离要用微米来计算。微米是长度的单位，1微米合______米。LED屏幕上能呈现色彩逼真的画面是因为这些LED能发出红、_____、蓝三种色光。
参考答案：54；空气；10－6（10的负6次幂）；绿
素材解读
“北京8分钟”北京时间昨日20时19分进行，现场气温为-3℃。来确保他们在穿着较薄的演出服时不会被冻伤，还可以保证动作舒展。
演员的服装要求轻薄，能让他们灵活地做动作，同时，无论是排练场地还是平昌闭幕式现场，天气都很寒冷，约为－3℃。为了做好72名演员的防寒保暖工作，主创团队采用了石墨烯智能发热服饰，起到很好的保温、发热效果。据悉，这种石墨烯服饰可以在-20℃的条件下，发热4小时。
物理视角
石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应用前景十分广阔．
试题举例
“北京8分钟”场地的温度为-3℃，为了做好72名演员的防寒保暖工作，主创团队采用了石墨烯智能发热服饰，以确保他们在穿着较薄的演出服时不会被冻伤，还可以保证动作舒展。这是利用了石墨烯的下面哪个特性（ ）
A．透光性好 B．硬度大 C．导热性好 D．导电性强
参考答案：C
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