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慣性小車跑得歡

2012-12-31 00:00:00張詩瀅
青少年科技博覽(中學版) 2012年12期

“用紙和膠水做一輛不少于三個輪子的無動力慣性小車,要求車身長度不超過20厘米,質量不大于50克,車輪大小一致,車軸與地面平行。從15度斜坡上下滑后以小車最前端位置離開斜坡前緣的垂直距離為成績。”

學校科技節的“慣性小車”競賽規則讓大家展開了熱烈的討論。

回到家,我心急地把裝牛奶的紙箱剪了三個大小相同的圓,在圓的中間再剪一個小孔,形成環形,用報紙卷了兩根圓柱形軸,一根軸串兩個環,一根軸只穿進一個環,再用兩張紙條把兩根軸粘在一起,一輛簡易的紙質小車就做好了。我找來一塊小木板,用手抬起一端形成15度斜面,把小車輕輕地放上木板,只見小車從木板上緩緩地“滑”了下來,一接觸到地面就停止不動了。

“唉!”我哀嘆一聲,第一次實驗就換來了這樣無情的結果,最可憐的是我精心裁剪的環形車輪在整個滑行過程中居然毫無滾動的意思,而純粹憑借斜坡的斜度下滑。

一連兩天,我都被“紙質小車”這4個字所困擾。包裝盒的紙質太過柔軟、粗糙,做臺歷的銅版紙既堅硬又光滑,能減少與接觸面的摩擦力;環形車輪在車軸上不轉動是不是因為紙質車輪較輕?如果將車軸與車輪粘接,軸與輪就會同時滾動。

有了新思路,我迫不及待地開始了第二次實驗。我把膠水涂抹在兩個車輪的中心點,然后分別貼在一根軸的兩端,在地板上輕輕一推,哈哈,小車輪朝前面歡快地滾了好幾圈,我的小心臟也立馬狂跳起來,嗯,此法可行!如果兩根車軸連上4個車輪,不就成了簡易小車嗎?

可是兩根車軸又靠什么連接呢?我剪了兩個環形的紙片分別套在兩根軸上,內環的直徑稍大于車軸直徑,以方便車軸靈活滾動,再把一張硬紙片的兩端分別粘在兩個環形的外圓上做成一個連接桿,這樣前后軸就連接在一起了。

第二次“試車”,小車從斜坡上沖下來,4輪不停地朝前滾,我的車終于動起來了!在反復的試驗中,我發現,小車的兩個連接環在車軸上經常出現一個朝左偏移、一個向右偏移的情況,影響了小車的前進。怎樣使它們不發生左右位移,讓小車始終保持向前呢?這時爸爸提出了一個建議:可以在前后車軸上設置方向糾正裝置,兩根車軸上分別貼兩張紙片,紙片之間留一定距離,既可以限制環形片的左右搖擺尺度,又不影響環形片的活動,紙片折成弧形,而且彎曲方向與前行方向一致,以減少前進阻力。隨后,我們又將車軸由空心改成實心,以增加小車質量,加大沖擊力;并將兩根軸調整為前短后長,這樣小車的重心由中間轉移到偏后的位置,從斜板上往下沖時重心偏后有助于提高小車的沖擊力,使滾動距離更長。

經過一次次改進,我的紙質慣性小車在學校科技節上一枝獨秀、大放異彩,毫無爭議地將第一名攬入懷中。被特邀參加科技節的中科院院士滕吉文爺爺觀看了我們的比賽,并對我的小車連連稱贊,這讓我心花怒放。同時,我也深深體會到,動手實踐是我們在探索、鉆研過程中重要的一環,在不斷的修改、論證、實踐中總能找到解決問題的辦法。

(作者:青島大學附屬中學學生)

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