星际障碍赛

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  概述
  “星际障碍赛”是一款简易的鲁布·戈德堡机械装置,它由6个关卡组成:滑轮启动器、斜面轨道、弹力蹦床、角动量黑洞、杠杆起重器和磁力升旗台。拉动滑轮启动器,弹珠从斜面轨道滑下,经过弹力蹦床,落入角动量黑洞中,最后启动杠杆起重器,抬起磁力升旗台上的旗子表示胜利。
  适合年龄
  6-8年级
  必需材料
  硬纸板、彩色卡纸、竹筷、吸管、竹签、塑料瓶、纸胶带、透明胶带、厕纸卷筒、棉线、瓶盖、串珠、气球、冰棍棒、有孔冰棍棒、弹珠、螺母、强力磁铁。
  制作支架
  在设计关卡前,我们需要设计1个支架为各种装置提供支撑。支架由2块方形硬纸板组成,竖直方向上的硬纸板用于支撑滑轮启动器和斜面轨道;水平方向硬纸板用于支撑弹力蹦床、角动量黑洞、杠杆起重器和磁力升旗台。
  步骤1:将硬纸板裁成2块35cm×35cm的正方形,并用黑色卡纸粘贴在硬纸板上。
  步骤2:剪下2个等腰钝角三角形(钝角稍微大于90°即可)纸板,粘贴上黑色硬卡纸,如图粘贴起来,完成支架的制作。
  关卡1 滑轮启动器
  步骤3:在瓶盖中间钻孔;剪下圆形硬纸板并穿孔,盖在瓶盖下端,粘好。
  步骤4:剪下1块稍大的圆形纸板,中间穿孔,贴上星球贴纸,并用竹签穿过纸板,固定牢固。
  步骤5:剪下1段4cm长的竹签,将棉线缠绕在竹签一端,并用胶枪粘贴好,滑轮启动器就做好了。
  步骤6:在支架的左上角钻1个孔,剪下1段8cm的竹签,用胶枪固定在孔上,把滑轮安装到纸板上。
  关卡2:斜面轨道
  步骤7:剪下数段长条形纸板,将第1块纸板粘贴在滑轮下方,做成1个斜坡。在滑轮下方的纸板上钻出1个孔,插上滑轮上的竹签。
  步骤8:在第1块纸板下方安装第2块纸板。可以用胶布暂时固定住纸板,用弹珠进行反复测试,直到纸板调整到合适的角度和长度,并用胶枪粘好。
  步骤9:剪下2块较短的长方形纸板,用胶枪垂直粘贴。用胶布暂时固定在纸板上,测试角度和长度后,用胶枪粘贴好。
  步骤10:纸板外延的部分用竹签粘贴支撑,斜面轨道就做好了。
  关卡3:弹力蹦床
  步驟11:从中间将卷纸筒切成两半,一半用作蹦床的支撑部分。剪开气球底部,将上部套在卷纸筒上,再用透明胶带粘贴牢固,弹力蹦床就做好了。
  步骤12:将弹力蹦床放在纸板上进行测试,找到能让弹珠弹到最高的位置,用胶枪粘好。
  关卡4:角动量黑洞
  步骤13:另取1个卷纸筒,用彩色卡纸包装好,做成角动量黑洞的支架。
  步骤14:切下塑料瓶的瓶口部分,口朝下粘贴在支架上,测试并调整角动量黑洞的位置,让弹珠恰好能够掉落到塑料瓶中并螺旋状落下。调整完毕后用胶枪粘好。
  关卡5:杠杆起重器
  步骤15:切下等长的有孔冰棒棍两端,各留1个孔,作为杠杆的支点。在纸板上剪下2个小直角三角形,粘贴在支点的两面,作为支撑。并将瓶盖粘贴在一根完整冰棒棍的一端,作为力臂。
  步骤16:剪下一段竹签,粘贴在靠近瓶盖的冰棒棍上。调整好位置,将它和作为支点的冰棒棍安装起来,竹签两端用串珠封好。杠杆起重器就做好了。
  关卡6:磁力升旗台
  步骤17:取一长一短两根吸管,交叉成十字状,粘好。取一螺母,如图粘贴在长吸管一端,并将一面旗子粘贴在长吸管的另一端。
  步骤18:取3根竹签,如图粘贴好。
  步骤19:将步骤17中的吸管套在竹签上,测试并调整好位置,并在旗子下方粘贴1块强力磁铁。
  这样,我们的戈德堡机械“星际障碍赛”就做好了。拿起弹珠试一试,让它举起一面旗子吧!
  背景知识
  鲁布·戈德堡机械是一种通过过分复杂机械结构实现简单动作的机械组合。戈德堡机械的零件简陋,形式迂回曲折,但过程却很有观赏性。戈德堡机械的设计自由度很高,你可以加上很多其他触发机关,制作戈德堡机械能让学生发挥创意,认识不同能量的转化方式。这个简易戈德堡机械综合了多种中学的物理知识,包括滑轮、重力、弹力、动量、杠杆和磁力,每一关设计了一个相关的物理知识,让学生在动手中学会相关物理原理和应用。
  制作视频
  在科技学堂公众号(sciclass)中回复关键词“星际障碍赛”,跟着视频一起做。
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