星際障礙賽

概述

“星際障礙賽”是一款簡易的魯布·戈德堡機械裝置，它由6個關(guān)卡組成：滑輪啟動器、斜面軌道、彈力蹦床、角動量黑洞、杠桿起重器和磁力升旗臺。拉動滑輪啟動器，彈珠從斜面軌道滑下，經(jīng)過彈力蹦床，落入角動量黑洞中，最后啟動杠桿起重器，抬起磁力升旗臺上的旗子表示勝利。

適合年齡

6-8年級

必需材料

硬紙板、彩色卡紙、竹筷、吸管、竹簽、塑料瓶、紙膠帶、透明膠帶、廁紙卷筒、棉線、瓶蓋、串珠、氣球、冰棍棒、有孔冰棍棒、彈珠、螺母、強力磁鐵。

制作支架

在設(shè)計關(guān)卡前，我們需要設(shè)計1個支架為各種裝置提供支撐。支架由2塊方形硬紙板組成，豎直方向上的硬紙板用于支撐滑輪啟動器和斜面軌道；水平方向硬紙板用于支撐彈力蹦床、角動量黑洞、杠桿起重器和磁力升旗臺。

步驟1：將硬紙板裁成2塊35cm×35cm的正方形，并用黑色卡紙粘貼在硬紙板上。

步驟2：剪下2個等腰鈍角三角形（鈍角稍微大于90°即可）紙板，粘貼上黑色硬卡紙，如圖粘貼起來，完成支架的制作。

關(guān)卡1 滑輪啟動器

步驟3：在瓶蓋中間鉆孔；剪下圓形硬紙板并穿孔，蓋在瓶蓋下端，粘好。

步驟4：剪下1塊稍大的圓形紙板，中間穿孔，貼上星球貼紙，并用竹簽穿過紙板，固定牢固。

步驟5：剪下1段4cm長的竹簽，將棉線纏繞在竹簽一端，并用膠槍粘貼好，滑輪啟動器就做好了。

步驟6：在支架的左上角鉆1個孔，剪下1段8cm的竹簽，用膠槍固定在孔上，把滑輪安裝到紙板上。

關(guān)卡2：斜面軌道

步驟7：剪下數(shù)段長條形紙板，將第1塊紙板粘貼在滑輪下方，做成1個斜坡。在滑輪下方的紙板上鉆出1個孔，插上滑輪上的竹簽。

步驟8：在第1塊紙板下方安裝第2塊紙板。可以用膠布暫時固定住紙板，用彈珠進(jìn)行反復(fù)測試，直到紙板調(diào)整到合適的角度和長度，并用膠槍粘好。

步驟9：剪下2塊較短的長方形紙板，用膠槍垂直粘貼。用膠布暫時固定在紙板上，測試角度和長度后，用膠槍粘貼好。

步驟10：紙板外延的部分用竹簽粘貼支撐，斜面軌道就做好了。

關(guān)卡3：彈力蹦床

步驟11：從中間將卷紙筒切成兩半，一半用作蹦床的支撐部分。剪開氣球底部，將上部套在卷紙筒上，再用透明膠帶粘貼牢固，彈力蹦床就做好了。

步驟12：將彈力蹦床放在紙板上進(jìn)行測試，找到能讓彈珠彈到最高的位置，用膠槍粘好。

關(guān)卡4：角動量黑洞

步驟13：另取1個卷紙筒，用彩色卡紙包裝好，做成角動量黑洞的支架。

步驟14：切下塑料瓶的瓶口部分，口朝下粘貼在支架上，測試并調(diào)整角動量黑洞的位置，讓彈珠恰好能夠掉落到塑料瓶中并螺旋狀落下。調(diào)整完畢后用膠槍粘好。

關(guān)卡5：杠桿起重器

步驟15：切下等長的有孔冰棒棍兩端，各留1個孔，作為杠桿的支點。在紙板上剪下2個小直角三角形，粘貼在支點的兩面，作為支撐。并將瓶蓋粘貼在一根完整冰棒棍的一端，作為力臂。

步驟16：剪下一段竹簽，粘貼在靠近瓶蓋的冰棒棍上。調(diào)整好位置，將它和作為支點的冰棒棍安裝起來，竹簽兩端用串珠封好。杠桿起重器就做好了。

關(guān)卡6：磁力升旗臺

步驟17：取一長一短兩根吸管，交叉成十字狀，粘好。取一螺母，如圖粘貼在長吸管一端，并將一面旗子粘貼在長吸管的另一端。

步驟18：取3根竹簽，如圖粘貼好。

步驟19：將步驟17中的吸管套在竹簽上，測試并調(diào)整好位置，并在旗子下方粘貼1塊強力磁鐵。

這樣，我們的戈德堡機械“星際障礙賽”就做好了。拿起彈珠試一試，讓它舉起一面旗子吧！

背景知識

魯布·戈德堡機械是一種通過過分復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)簡單動作的機械組合。戈德堡機械的零件簡陋，形式迂回曲折，但過程卻很有觀賞性。戈德堡機械的設(shè)計自由度很高，你可以加上很多其他觸發(fā)機關(guān)，制作戈德堡機械能讓學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，認(rèn)識不同能量的轉(zhuǎn)化方式。這個簡易戈德堡機械綜合了多種中學(xué)的物理知識，包括滑輪、重力、彈力、動量、杠桿和磁力，每一關(guān)設(shè)計了一個相關(guān)的物理知識，讓學(xué)生在動手中學(xué)會相關(guān)物理原理和應(yīng)用。

制作視頻

在科技學(xué)堂公眾號（sciclass）中回復(fù)關(guān)鍵詞“星際障礙賽”，跟著視頻一起做。