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1、策劃書雞蛋撞地球是初見于20世紀(jì)80年代英國科促會青少年部組織的青少年科技活動,利用生雞蛋、降落傘材料、緩沖包裝材料等制作裝置使雞蛋撞地而不碎。背景材料雞蛋撞地球的活動于20世紀(jì)80年代初見于英國科促會青少年部組織的青少年科技活動,后由香港數(shù)理教育學(xué)會的老師們引入香港并在中小學(xué)生中開展;至90年代初,上海中國福利會少年宮將其進(jìn)一步改進(jìn),并在上海青少年中組織開展,受到青少年們的歡迎;其后,廣州物理教學(xué)研究會的老師們又在廣州組織青少年進(jìn)行“雞蛋撞地球”比賽,吸引了眾多青少年愛好者參加?;顒幽康膶W(xué)習(xí)應(yīng)用創(chuàng)造性思維方式去選擇解決問題的最佳方案;嘗
2、試動手動腦相結(jié)合的創(chuàng)造方式。活動準(zhǔn)備生雞蛋、降落傘材料、緩沖包裝材料等?;顒觾?nèi)容在日常生活中大家早已熟知,生雞蛋從桌上掉到地下,就會摔破。這不就是“雞蛋撞地球”嗎?不然,我們這里所說的雞蛋撞地球,不僅雞蛋與地面的距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于桌子的高度,而且還要滿足兩個其它條件。1、雞蛋下落的高度在雞蛋撞地球活動中,要求雞蛋從15—20多米高度下落與地面相撞,即要求參加活動的同學(xué)們從4—6層樓房的陽臺或窗口使手中的雞蛋下落。2、要使雞蛋撞地而不碎可以從兩方面加以考慮:一是延長雞蛋與地面撞擊時的相互作用時間,這可通過用普通容器(容器的材料、形狀、結(jié)構(gòu)不限)
3、包裝雞蛋來實現(xiàn);二是降低雞蛋撞擊地面前瞬間的速度,這可以通過在包裝容器上加起減速作用的降落傘而實現(xiàn)。不過,還要考慮的是,雞蛋須落入劃定的圓圈,這就增加了難度。同學(xué)們要通過不斷思維,不斷設(shè)計、試驗,不斷進(jìn)行選擇,最可貴地是要運用每個人的直覺。我們相信,同學(xué)們通過上述活動,一定能有所發(fā)明,有所創(chuàng)造;許多可以保證雞蛋撞地而不碎的巧妙裝置,會在大家靈活的手指上誕生。(一)設(shè)計分析根據(jù)前面的分析,我們已經(jīng)明確了設(shè)計的關(guān)鍵的問題,接下來就是進(jìn)行方案設(shè)計,通過收集有關(guān)資料及調(diào)查,目前比較成熟的方案有以下幾種:1、降落傘型:降落傘型,顧名思義,就是利用降
4、落傘,增大空氣阻力,以使雞蛋連同整個裝置平穩(wěn)落地。這種方案最容易想到,因為跳傘、宇宙飛船減速,都運用了這個方法,效果很好。安全性極高,使整個裝置達(dá)到較小的速度即可勻速下落。裝置的重量也不會很重。唯一的缺點就是:受大氣擾動影響太厲害,會使實驗裝置飄忽不定,準(zhǔn)確性較差,往往不能落到指定位置,從而影響了比賽成績。2、外包裝型:外包裝型,就是用較多的減震材料將雞蛋嚴(yán)嚴(yán)實實地包裹起來。比如泡沫、棉花、各種填充材料等。通過這些材料的緩沖作用,達(dá)到保護(hù)雞蛋的目的。這種方案也較容易想到。平常生活中用各種填充材料保護(hù)貴重用品的方法相信大家都見到過。這的確是
5、一個有效的方法。這種方案由于受空氣阻力影響很小,所以準(zhǔn)確性較高。由于所使用的材料都是密度極小的,所以可將整個裝置的重量降到最低。但美中不足的是:整個裝置是自由下落狀態(tài),到達(dá)地面時的速度較大,因而對裝置的堅固度和緩沖效果要求較高,安全性稍差一點。3、不倒翁型:不倒翁型,就是使整個裝置像不倒翁一樣,把重心盡可能降低,使得裝置下落時能保持穩(wěn)定狀態(tài),確保始終讓一個面著地。那么保護(hù)工作只需要在這一個面做好就行了,從而節(jié)省了材料。這種方案充分考慮到了上一種方案可能出現(xiàn)在空中翻滾現(xiàn)象,經(jīng)過改進(jìn)形成的。其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一種方案,材料更節(jié)省,準(zhǔn)確性更高。
6、美中不足的就是為了確保裝置的重心降低,勢必要在底部放上一個質(zhì)量較大的物體,這就大大加重整個裝置,將影響比賽成績。4、多面體型:多面體型,就是把整個裝置制作成一個多面體,將雞蛋用結(jié)實的繩子固定在多面體的中央,使整個雞蛋懸空。裝置落地后,不論哪個面著地,雞蛋都不會著地,雞蛋就完好無損了。這種方案無需額外的材料,只需要制作多面體的骨架和幾根線即可,用料極其節(jié)省,因而重量會大大降低。因受空氣阻力較小,所以穩(wěn)定性較好。但這種方案也有一個大的缺點就是多面體不易扎制,結(jié)實程度不高,落地后可能會散架,雞蛋也就岌岌可危了。5、雙氣球型:雙氣球型,就是將雞蛋
7、放在一個氣球中,充入一定量空氣,在外面再套一個氣球,充入適量空氣。這樣兩層氣球之間就會形成一個氣墊,會使雞蛋免受地面的沖擊。這種方案所用材料應(yīng)該是所有方案中最省的,重量只是兩個氣球的重量,幾乎可以忽略不計。但這種方案有一個致命的缺點就是兩層氣球之間有一塊是緊密接觸的,沒有氣墊的保護(hù),如果此面著地,一切都完了。另外,由于重量太輕,受空氣擾動影響,其穩(wěn)定性也不是很好。6、螺旋槳型:螺旋槳型,就是在整個裝置上方安置一個螺旋槳,靠流動的空氣推動或遙控,使螺旋槳旋轉(zhuǎn)起來,以提高安全性和準(zhǔn)確度。這極像直升飛機(jī)的飛行原理。這種方案因螺旋槳的轉(zhuǎn)動而減小了
8、裝置下落的速度,安全性更高。如果是遙控,準(zhǔn)確性也會很高。問題是如何保證螺旋槳始終朝上,螺旋槳一旦不朝上,準(zhǔn)確性將無從談起。如何保證螺旋槳平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)也是一個問題。7、滑翔機(jī)型:滑翔機(jī)型,顧名思義,