科技创新作业

1、

搬变压器 ( 物)

在俄罗斯北部，沉重的巨型变压器放在高台上，它坏了，不使用起重机，怎样能将这个笨重的变压器搬下来？

利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 5 联合原则（组合法）

1）把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来。

2）把时间上相同或类似的操作联合起来。

原理 36 状态变化原则（相变法）

利用相变时发生的现象，例如体积变化、放热或吸热。

解决方案：

用体积相对较小的冰块拼成冰台， 使冰台的高度达到和砖台一样高时， 将变压器从砖台挪到冰台上， 冰渐渐融化后， 冰台消失，变压器就从高台上 “搬”下来了。

7、 打碎还是不打碎 ( 物 )

“我们生产的灯泡里的压力有些问题。压力有时比正常的高，有时比正常的低。

谁能想出办法测量灯泡内部的压力吗 ?”

利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 29 气压或液压原则（压力法）

用气体结构和液体结构代替物体的固体部分。

原理 24 中介物原则（中介法）

1）利用中介物质传递某一物体或中间过程。

2）在原物体上附加一个易拆装的物体。解决方案：

灯泡内部充气压力的检测方法： 通过注水法就能测定常规方法难以测定的灯泡玻

壳内的充气气压。先向灯泡玻壳内注满水， 通过测定注水量确定灯泡玻壳的容积，然后将已充气过的灯泡埋入盛水容器的水线下， 让容器的水注入到灯泡玻壳直至平衡，再测定注水量，计算灯泡内部充气气压。

3、 果汁巧克力 ( 物)

瓶子形状的巧克力糖里面装着果汁这些果汁巧克力是怎么做出来的？

对问题的描述： “果汁必须非常稠，不然的话， ，”第三位客人说， “同时也不容易将果汁倒进巧克力瓶。通过加热是可以使果汁稀一些以便倒进巧克力瓶，问

题是热果汁会使巧克力瓶融化。我们得到了数量，但失去了质量。会有很多不

合格的巧克力糖。”

物理矛盾：

参数：果汁的浓度

要求 1：稠，保证成型

要求 2：需稀装进巧克力瓶

什么条件需要满足什么要求？

条件 1：糖成型，果汁稠

条件 2：巧克力瓶不融化，果汁稀

对以上两个条件是否交叉进行判

否，能采用条件分离

解决原理： 13 相反原则（逆向作用法）

1）不用常规的解决方法，二十反其道而行之。

2）使物体或外部介质的活动部分便成为不动的，而使不动的成为可动的。

2）将物体运动部分倾斜。

解决方法：

先把果汁倒在一个模子里将它降温，冷冻起来。冻成形后在巧克力中沾一下啊，冻过的果汁在室温下会融化物体改变了它的物理状态。

、下沉问题

城镇的中心广场上有一座古塔， 人们担心塔是否在下沉。

　一个委员会在研究这个问题。所有的委员一致认为需要找出一个固定的位置来进行测量——这个位置应是固定的并在塔上可以看得到。

很可能这个广场周围的建筑也在下沉。距塔 1500 英尺处的公园有几堵墙壁没有下沉，但是由于中间有高层建筑遮挡，从塔上看不到公园的墙壁。利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 24 中介物原则（中介法）

1）利用中介物质传递某一物体或中间过程。

2）在原物体上附加一个易拆装的物体。物理知识

解决方案：

用两根细长的玻璃管，分别安装在塔上和公园的墙壁上用胶管将两根管子连起

来，然后装上水形成一个水平仪，高度相同 , 将此高度做上记号，若塔在下沉，塔上玻璃管里的水会升至记号以上。

5、如何给橡胶管打孔

在一个橡胶管上需要钻很多 lOmm的孔。如果胶管不是软的， 在上面钻孔很容易。但胶管一会儿伸，一会儿缩，一会儿弯，在这上面精确地钻孔是一件很复杂的

事。尽管尝试用加热的铁棒在管上烫，但是这些烫出的孔很不光滑，且易破损。

利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 29 气压或液压原则（压力法）

用气体结构和液体结构代替物体的固体部分

原理 36 状态变化原则（相变法）

利用相变时发生的现象，例如体积变化、放热或吸热。

解决方案：

将胶管冷冻后再钻眼。

　橡胶管应该是硬的， 以便在上面钻孔；同时又应该是软的，

以保持弹性。只需将管子灌上水并将水冻成冰。在钻好孔后，再加热让水流出 。

6、将水变软

一次，一位著名的教练——以前的跳水冠军向他的一位同事抱怨道： “现在的训练很困难，跳水动作变得越来越复杂了。我们要设计出新动作的组合进行

练习，问题是多次不成功的入水增加了跳水损伤。当你从很高的跳台往下跳时水不是软的。其实我感觉到跳水运动员能够跳出新的动作，但是常常害怕入水

时受伤而失去参加比赛的机会。

　” “这我们可没办法可想” ，同事说道，“这是我们所从事的运动所必经的风险，我的队员在不成功的入水时也有损伤。

　” 利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 10 预先作用原则（预先作用法）

1）预先完成要求的作用（整个的或部分的） 。

2）预先将物体安防妥当， 使它们能在现场和最方便地点立即完成所起的作用。解决方案：

将水中冲入空气，充满气泡的水将变软。

7、焊接问题

一个实验室要研究焊接过程，科学家们想了解在电弧下一个金属棒是如何熔化的，在此过程中电弧的变化如何。他们接通电源，产生了电弧，用录像机录下了所发生的一切。当他们观看录像带时发现只有电弧是可见的。因为电弧比金属棒产生的金属滴亮，所以这些金属滴看不到。他们决定重做一次实验。这一次，他们增加一束电弧来照亮金属滴，他们又录了像。但这一次，在屏幕

上只能看见金属滴。起电焊作用的电弧在屏幕上根本看不到， “我们该怎么办 ?” 定义物理矛盾：

物理矛盾：这第二束电弧应该出现以便看清金属滴； 同时它又不应出现以便能看清第一束电弧。

参数：电弧的变化以及焊丝的熔化过程的影像

什么时间需要满足什么要求？

1）：照亮金属滴的电弧应该出现，

2）：照亮金属滴的电弧又不应该出现对以上两个时间是否交叉进行判

否，能采用时间分离

解决方案：

应使它应该在一段时间内出现而在另一段时间内不出现。

　在某段时间我们只看到金属滴，在另一段时间只看到电弧，交替出现，可看到电弧和金属滴。

8、既厚又薄

一个工厂得到订单要生产大量的一毫米厚的椭圆形的玻璃板。首先，工人们将玻璃板切成长方形，然后将四角磨成弧形使玻璃板成为所需要的椭圆形。由于玻璃板很薄，出现很多碎玻璃。

“我们应该把玻璃板做得厚一点。

　”一个工人对主管说。

“不行，”主管说，“我们得到的订单只需 1 毫米厚。”

定义物理矛盾：玻璃板薄，生产要求，玻璃板要厚，防止出现很多碎玻璃参数：玻璃板薄厚程度

1）薄，生产要求

2）厚，防止出现很多碎玻璃

对在什么条件下需要满度什么要求进行确定

条件 1：订单要求生产薄玻璃板

条件 2：防止出现碎玻璃，玻璃板要厚一点

对以上两个条件是否交叉进行判断

否，能采用条件分离

解决方法：先将厚玻璃做成所需要的椭圆形，在切割改变其厚度

9、钢板的加热问题

某公司开始制造一台新机器。不久，车间就面临一个意想不到的问题，这

台机器的一部分要用特殊的钢板制成，这些钢板应该用电加热到 1200~C，然后放在冲床上压成需要的形状。

　在加工过程中， 工人们发现当钢板被加热到 800~C 的时候，由于空气的氧化作用，钢板的表面就损坏了。

主管立即召集了一个会议。

他说：“这情形就像神话故事中的情节，往右走会遇到麻烦，往左走遇到的麻烦会更多。”钢板应该被加热到 l200~C，不然的话，它就不能被制成需要的形状。同时，钢板又不能被加热到 1200~C，以免破坏钢板的表面。

“这很简单。”一个年轻工程师说， “我们将钢板加热到 1000~C，取其中间温度。”

“这是没有用的， ”一位老师傅说， “超过可接受的温度，钢板的表面还是会受到损害，而不到 1200~C钢板则不能被制成需要的形状。

　”

“这是个错综复杂的任务， ”主管说，“我们现在需要解决这个问题。

　” 利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 39 惰性环境原则（惰性环境法）

（1）用惰性介质代替普通介质。

（2）在真空中进行某些过程。

解决方案：加热过程中冲入惰性气体，从而阻止了钢板的氧化

10、顽固的弹簧

设想你要将一个长 4 英寸直径为 2 英寸的螺旋状弹簧夹入一本书，你合上书的方式要使弹簧保持压缩的状态并随时都能张开。

当工程师们组装一台仪器时就遇到了类似的问题。必须将弹簧压缩，放人仪器中并合上盖子。怎么完成呢 ?

“我们给它拴上一条绳子， ”一位工程师说， “不然的话你将对这个顽固的弹簧毫无办法。”

“这并；好，”另一位工程师反对说，“在仪器里面的弹簧要能目则地张开。 ”

利用 40 个发明原理解决

解决原理：

原理 29 气压或液压原则（压力法）

用气体结构和液体结构代替物体的固体部分

原理 36 状态变化原则（相变法）

利用相变时发生的现象，例如体积变化、放热或吸热。

物理知识

解决方案：

用干冰把弹簧冻在压缩状态，然后放进仪器里，干冰会挥发掉。

11、如何设计石膏绷带

在拆石膏绷带时，很难不擦伤皮肤。如何设计石膏绷带解决这个问题？

利用 40 个发明原理解决

解决原理：

预先作用原则（预先作用法）

1）预先完成要求的作用（整个的或部分的）。

2）预先将物体安防妥当， 使它们能在现场和最方便地点立即完成所起的作用。解决方案：

上石膏时就在石膏下面装进去一个由橡胶管裹着的很薄的锯条。

　当要拆石膏时，医生将锯弓和锯条接上，将石膏从内向外锯开

12、小甲虫的体温计

一次，科学家们聚集在一起讨论小甲壳虫的问题。人们发现对这种小甲壳虫的生存条件研究得很少。举例来说，没有人知道小甲壳虫的体温是多少。

“小甲壳虫非常小。

　”一位科学家说，“你不能用常规的温度计来测量。

　”

“我们要设计一个特殊的仪器， ”另一位科学家赞同地说，“这需要很长时间。

　”

利用 40 个发明原理解决

解决原

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