——过山车
项目挑战书
你是否曾在游乐园被过山车的惊险刺激所吸引？过山车是集力学原理与创意设计于一体的经典游乐设施,它利用重力与惯性让过山车在轨道上运行。现在,让我们化身小小工程师,利用身边的材料制作一座“过山车”,探索其中的科学奥秘吧！

一起来参与
项目任务：制作一座“过山车”
第一部分 科学芳草地
让我们利用卡纸、塑料吸管等材料,搭建“过山车”的轨道和支架,使小球能在轨道上稳定滚动,完成俯冲、转弯等运动！
我们可以参考的作品：

我们可以用到的材料和工具：
|材料和工具|名称|规格|数量|
|主材料|卡纸|A4|3~5张|
| |塑料小球|直径2~3厘米|1个|
| |塑料吸管|普通|10根以上|
(续表)
|材料和工具|名称|规格|数量|
|辅助材料|泡沫板|厚度1~2厘米|1块|
| |透明胶带、双面胶|普通|各1卷|
| |棉线|长度50厘米以上|1根|
|工具|剪刀、尺子、圆规|普通|各1件|

第二部分 科学评价馆
|评价内容|自评|互评|
|了解“过山车”轨道(轨道坡度、弯道)、支架、小球的作用,全部了解得3颗星,其余情况酌情减星|☆☆☆|☆☆☆|
|绘制设计图前先熟悉材料得1颗星,设计图包含轨道形状且标注关键尺寸(如坡角、弯道半径)得1颗星,能按设计图制作“过山车”得1颗星|☆☆☆|☆☆☆|
|认真设计和制作,40分钟内完成设计制作得3颗星,每多用5分钟减少1颗星|☆☆☆|☆☆☆|
|能写出轨道坡度设计的理由得1颗星,写出弯道半径设计的理由得1颗星,完成“过山车”调试后提出改进想法得1颗星|☆☆☆|☆☆☆|
|测试小球在轨道上滚动的流畅度：顺利滚完全程且不脱轨得3颗星,不流畅但能滚完全程得2颗星,脱轨或无法启动得1颗星|☆☆☆|☆☆☆|
|完成自评得1颗星,能总结自己的“过山车”的成功之处或失败原因得1颗星,能对他人的“过山车”提出合理改进建议得1颗星|☆☆☆|☆☆☆|

第三部分 科学加油站
1. 工程设计的基本步骤包括明确任务(如设计并制作一座“过山车”,让小球在轨道上稳定滚动)、制订方案(设计轨道路线)、实施方案(搭建“过山车”)、交流评估、改进完善(调试轨道坡度和弯道)。
2. 设计图需包含轨道的立体结构图,标注坡角、高度、支架位置等关键要素。
3. 塑料吸管可用于制作轨道的护边,防止小球脱轨；泡沫板可切割成支架底座,增加稳定性。
第四部分 科学实践园
1. 设计“过山车”
思考问题：“过山车”如何让小球获得动力？轨道的坡度和弯道该如何设计才能让小球不脱轨？
设计图要求：画出“过山车”的立体结构图,标注“起点”“俯冲段”“弯道段”“终点”,用箭头标出小球滚动方向,注明轨道关键要素(如起点支架高度：15厘米,弯道半径：8厘米)。
“过山车”设计图(个人)
“过山车”的立体结构图
请用彩笔绘制轨道走向,并标注坡度和弯道。
(示例)：起点高台→俯冲轨道→螺旋弯道→平缓段→终点
2. 制作“过山车”
按设计图切割卡纸制作轨道,将塑料吸管粘在轨道两侧作为护边。用泡沫板搭建支架,调整轨道坡度(如起点支架高度为15厘米,终点支架高度为5厘米)。用透明胶带、双面胶固定轨道与支架,确保连接牢固。制作过程需有大人陪伴,使用剪刀等工具时要注意安全！

3. 调试“过山车”
测试小球从起点释放后能否顺利通过轨道,观察小球是否脱轨或滚动不流畅。若小球速度过慢,可增加起点支架高度或减小轨道摩擦力(如打磨轨道表面)；若小球在弯道脱轨,可增大弯道半径或降低弯道处轨道坡度。记录调试过程中发现的问题及改进方法(例：“第一次测试出现小球在弯道脱轨的情况,将弯道半径从5厘米增大到8厘米后,小球顺利通过弯道”)。

4. 展示“过山车”
向同学们演示小球在“过山车”轨道上滚动的过程,介绍设计亮点。对比不同的“过山车”,观察小球在哪座“过山车”上滚动得最流畅、哪座“过山车”的轨道设计得最有创意。
5. 优化“过山车”
用彩笔给轨道和支架涂上颜色,贴上贴纸或绘制图案(如在弯道处画“小心转弯”标志)。给“过山车”起一个有趣的名字(如“闪电飞车”“星际穿梭者”)。
6. 活动小结
通过本次实践活动,我认为小球在“过山车”上滚动的稳定性跟________等因素有关。
7. 自我评价
在科学评价馆中,对自己在本次实践活动中的表现进行自评和互评。
第五部分 科学研究所
1. 设计时要考虑“过山车”是利用什么原理运行的。
2. “过山车”的起点高台有什么作用？
3. 如何让支架与轨道连接得更牢固？

第四部分 科学实践园
6. 活动小结：轨道坡度、弯道半径、轨道光滑程度、支架稳定性
第五部分 科学研究所
1. 重力与惯性原理。
2. 起点高台能使小球获得重力势能，重力势能转化为动能，为小球提供运动动力。
3. ①用透明胶带和双面胶在轨道与支架接触处多部位固定；②将泡沫板切割成宽大底座，增加支架稳定性；③轨道与支架连接时增加接触面积（如交叉粘贴吸管）。