东城实验学校
六年级二班
冯伟宁、袁若宸
主题引入:
在我们的童年中，总有滑梯相伴，让我们体会到无尽的快乐。各式各样的滑梯也在我们的记忆中，留下了多彩的画面。
问题聚焦:
不知大家有没有这样的疑惑:为什么在滑梯上就能向下滑呢？难道真的不能从下往上滑吗？怎样才能让我们在滑梯上滑行的时间更长呢？滑梯使用了什么样的结构，使它能如此稳固呢？还可以有怎样的滑梯呢？怎样才能最节省材料呢？……
那就让我们带着问题，科学求证，眼见为实。
实验名称:设计弹珠轨道纸制模型。
实验目的:探究重力、角度、形状对速度的影响。
实验材料:三张厚度为230克（0.26毫米—0.32毫米）的A4卡纸，一卷1厘米，宽10米长的普通双面胶，直径为14毫米的光面钢球、计时器、美工刀、剪刀、垫板、铅笔、尺子、水性笔。
注意事项:使用小刀和剪刀时要小心，将钢珠妥善放置，请不要将钢尺挥动。。
实验制作和测试要求:用材料设计制作一个能承载一定重量钢球且能使钢球自由运动的装置，钢球运动不借助外力。
测试前先将模型装置放在水平桌面或地面上，再把钢球放在模型装置内，松手让钢球自由运动，一分钟内钢球必须离开模型落到桌面或地面上，否则算失败，以松手让钢球自由运动至落到桌面或地面的时间是50秒时为最好成绩，在两分钟时间内可测试两次取最好成绩。
以50秒为中心，松手让钢球在模型装置内自由运动之落到桌面或地面的时间，在同一区间段内以模型装置重量轻者胜超过60秒不计成绩，在钢球自由运动过程中弹出装置或中途卡在装置内算失败，不计成绩。
作品展示与改进:
作品一:
灵感呈现:弹珠轨道在大家的印象中大概都是一模一样的，网上也流传着许多弹珠轨道的视频，几乎每一个视频都有一个一模一样的结构，就是就是许多条轨道组成斜着的W型，钢球从一个轨道落到另一个轨道。
作品优缺点:作品用了许多的斜坡，每个轨道旁边都有挡板，钢球不会在运动的过程中掉出轨道，用纸量较少，十分稳固，但是斜坡角度过大，速度过快，达不到要求的成绩，而且这一个作品不符合要求，要求说必须把它放在桌面，而我们必须把它拿着才能测试。
改进与反思:因为实验要求是需要放在桌面或地面上，所以这一个方案需要做支架，但支架没有合适的方案，这个方案的成绩与要求的成绩也相差甚远，所以以我们目前的能力这一个方案是不可行的。
作品二:
灵感呈现:受到各类弹珠滑道玩具的影响，我们发现转盘上的每一块空间都会被小球走1~2次，这样就可以利用有限的空间。我们决定也做一个转盘，为了使时长尽量接近50秒，我们做了一个在一张纸内尽量大的圆盘。
作品优缺点:发现小球的方向不易被控制，经常飞出圆盘。把小球放在起点，不能用手施加力，如果不用手施加力，那样小球会直接掉入孔中。比赛也要求把作品放置在平面上，不能用手扶。
改进与反思:为了控制小球的初始方向，且不用手施加力，也为了不让小球飞出圆盘，我们在圆盘上加了一节轨道，可以控制小球的初始方向，轨道有坡度，不需要用手施加力，在圆盘旁边围上护栏，这样可以防止小球飞出圆盘。为了符合比赛要求，不用手扶着作品，我们也给圆盘加上了底座。
作品三:
灵感呈现:汲取前面的经验，我们加上了轨道、护栏还有底座。
作品优缺点:这个作品相对来讲用时较长，16秒，用纸较少，而且制作较为简单，但是圆弧的弧度不容易把控，确定性不高，有时容易直接从圆盘的边上掉入孔中，成绩不到1秒。
作品四、五、六、七、八、九:
灵感呈现:为了探究出圆盘最好的大小、做法、弧度，我们进行了许多次实验。
作品优缺点:经过许多次的实验，我们发现圆盘的不确定因素过高，很小的瑕疵都可能影响结果。而且，经过研究发现圆盘的坡度越陡，内圈转的圈数越多；而坡度越缓，外圈转的圈数越多。所以如果把圆盘做成一个弧形的，里面的角度接近90度，而外面的角度接近0度，就可以做出最长的时间，但是卡纸的硬度很高，做不出这样的形状。
作品十、十一:
灵感呈现:之前做的实验都只用了一张多点的卡纸，所以我们可以做两个圆盘组合起来，有了这个想法，我们又进行了测试。
作品优缺点:在这个作品中，钢球从第一个圆盘转完后落到圆筒中，经过轨道进入第二个圆盘，在落到圆筒时容易砸断第二个圆盘的轨道直接落到桌面上。而且圆盘容易在转的同时被钢珠压歪，所以成绩不理想，总共17秒。
经过我们许多周的实验，发现圆盘的思路风险过大，把握性不强，容易前功尽弃，所以我们决定换一个新的思路。
作品十二:
灵感呈现:发现圆盘思路行不通后，我们决定换一个思路。此刻我们又看到了我们的作品一，我们想:能否在作品一的大模型里面包含许多个小模型，也就是在作品一的每一个轨道上都安一个小的作品一，也就是大轨道上面有许多小轨道，这样应该可以增加时长。
作品优缺点:由于第一次做这个思路，没有把控好时间，所以没有做完，只做了一半。我们还发现为了让作品在平面上放地更稳固，我们可以在他的支架下面加双面胶，把它粘在平面上。这个作品也没有达到我们想要的效果，我们希望不管是大轨道还是小轨道的坡度都很小，这样可以使钢珠移动非常缓慢，从而起到接近50秒的作用，但是由于做工较为粗糙，所以必须有较高的坡度，这样才能让钢珠保持移动。这个作品中小轨道较短，所以没有完全把它的时间发挥出来。
作品十三:
灵感呈现:经历了上一次的失败，这一次我们尝试提高制作速度，而且把大轨道变宽，小轨道变长。
作品优缺点:这个作品相对来说十分稳定，而且时间把控很好，但是失误率过高，几乎每一个小轨道都会卡住，根据规则，一旦钢珠在中途被卡住算零分。
作品十四、十五、十六:
灵感呈现:为了解决哪种小轨道方案更合适的问题，我们进行了三个作品的对比实验。
作品优缺点:这次对比实验的统计如下，
这些数据说明，把小轨道做成两层的，更加坚固无失误，而且速度更慢。可以使时间更接近50秒。
资料补充:
物体由于地球的吸引而受到的力叫重力（Gravity）。重力的施力物体是地球。钢球的下落也是由于重力。
重力的方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，计算公式是：G=mg，g为比例系数，大小约为9.8N/kg，重力随着纬度大小改变而改变，质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。重力作用在物体上的作用点叫重心。
地面物体所受的重力只是万有引力的在地球表面附近的一种表现。
牛顿三大定律是经典力学的基本定律，它们描述了质点受力的运动规律。
1. 第一定律：惯性定律（或运动定律）：质点如果受到合外力的作用，将出现运动或改变运动状态，或者说质点会保持静止或匀速直线运动的状态，除非受到一个合外力的施加。
2. 第二定律：动量定律（或运动定律）：当一定质量的物体受到力的作用时，将加速，并且其加速度与所受力成正比，反比于物体质量，即F=ma。
3. 第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。
牛顿运动定律(Newton's laws of motion)包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律，由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。其中，第一定律说明了力的含义：力是改变物体运动状态的原因；第二定律指出了力的作用效果：力使物体获得加速度；第三定律揭示出力的本质：力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立，且内在逻辑符合自洽一致性。其适用范围是经典力学范围，适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系，阐述了经典力学中基本的运动规律，在各领域上应用广泛。
实验总结:重力、角度，以及很小的瑕疵都会影响到钢球的下落速度。如果想使钢球与50秒最接近，就需要把控好摩擦力。
实验收获:
1.认识了重力。
2.认识了摩擦力。
3.知道了如何降低或加快物体的运动速度。
4.复习了对比实验。
5.我学会了创新。
6.我学会了从科学家的角度看问题。
7.知道了团队合作的重要性。
8.学会了举一反三。
9.让我认识了科学。
10.开拓了思维。
11.激发了我的学习兴趣。
12.提高了动手能力。
13.拓宽了眼界。
14.学会了制作美篇。
