过山车
宁波海曙外国语学校(五江口)
305班 薛晨亮
指导老师:周佳甜
游乐场里的过山车,当过车山爬到最高点,突然飞速俯冲而下,让人感觉自己好像要飞出去一样,这种惊险又刺激的感觉让人忍不住尖叫。
我根据所学自己也设计一款转盘过山车,我的实验从以下几点开始:
1、设计要求
2、所需材料
3、设计图
4、裁剪和搭建
5、测试并改进
6、总结
一、设计要求
1、轨道的总长应在2米以上;
2、要有直线轨道和曲线轨道;
3、轨道的坡度要有变化;
4、弹珠能滚完全部轨道,不能脱轨;
5、整座过山车要稳固;
二、所需材料
纸板n张、圆规、小刀、热胶枪、直尺、弹珠、塑料棒、剪刀、编程模块
三、设计图
四、裁剪和搭建
1、底座:在纸板上画一个35*40cm长方形,再用刀把它裁剪下来;
2、旋转盘:在纸板上用圆规画2个直径30cm的圆形,再用刀把它裁剪下来;
在每个旋转盘上画出16个直径为2cm圆形,再用刀把他们裁剪下来;
在纸板上再画2个直径8cm和一个直径32cm圆,再用刀裁剪下来,把它们跟旋转盘用一个塑料棒从中间穿过固定在一起,这样旋转转动盘就组装好了;
3、螺旋轨道:先再纸板上画分别直径是10cm、12cm、14cm、16cm、18cm、20cm、22cm、24cm圆,再用刀裁剪下来,这样螺旋的轨道轮廓出来了;
在纸板上画宽2cm长为180cm长方形,再用刀把它裁剪下来,再把纸板外面两层纸板撕掉,只剩下瓦楞纸,把这个瓦楞纸用热胶枪把固定再螺旋轨道上,充当轨道挡板;
在纸板上分别画3*10.5cm、3*12cm、3*13cm、3*21cm、10*16cm长方形,把它们裁剪下来当作螺旋轨道的支架;
L型轨道:在纸板上画分别是用2.5*22cm和2.5*28cm长方形,用刀裁剪下来再用2条2*50cm的瓦楞纸用热胶枪固定,充当轨道挡板,这样L型轨道就组装好了;
接道板:在纸板上画一个55*15cm、8*1.5cm、9*1.5cm、7*1.5cm,用刀裁剪下来,再用热胶枪固定;
整个轨道宽度2.5cm长度为274cm,由直线轨道和曲线轨道组成,直线轨道长度为80cm,曲线轨道长度194cm,轨道的高低落差高度为21cm;
五、测试并改进
实验一:发现弹珠在螺旋轨道上卡住了,通过分析是落差高度不够,造成弹珠不会下滑,把螺旋支架其中高度为12cm改成11.5cm;
改进后,发现弹珠能顺利下滑啊!
实验二:发现弹珠在通过接道板后不能顺利进入旋转盘,分析通过接道板弹珠的滚向是不稳定的,在接道板上加轨道挡板和塑料柱,让它形成一个滚落通道,这样弹珠就不会乱滚了;
改进后,发现弹珠能顺利进入通过接道板,再进入旋转盘,实验成功啦!!!
计时测试发现弹珠滚一圈需要18.55秒。
总结:我们经过设计和搭建过山车实验,我们得出以下结论:过山车的高度和坡度会影响速度,当过山车的高度较高、坡度较陡时,速度会增加;而当过山车的高度较小、坡度较缓时,速度会减小;
实验三:我用编程课学的编程,把编程模块里面的转速设置一个合适的值,把模块跟转动轴连接,让转动盘自动转动,这样就成了自动转盘过山车了。
计时测试发现用电动转盘过山车,弹珠滚一圈用时14.57秒,速度比手动转盘快了。
六:总结
我和爸爸一起查阅了资料后发现,这个刺激又好玩的过山车原来是利用了一种以高速行驶在特制轨道上的游乐设施,它的运行原理是基于物理学的几个基本原理。首先,过山车的起点通常会有一个很高的坡度,这样可以为过山车提供足够的动能。当过山车被释放,重力开始起作用,将过山车加速向下移动。在过山车行驶过程中,会出现多次上升和下降。当过山车向上移动时,它会失去一部分动能,但由于惯性的作用,过山车会继续向上移动一段距离。这种运动过程符合机械能守恒定律,即动能和势能之间的转化。当过山车再次向下移动时,它会加速,因为失去的势能会被转化为动能