星际障碍赛

概述

“星际障碍赛”是一款简易的鲁布·戈德堡机械装置，它由6个关卡组成：滑轮启动器、斜面轨道、弹力蹦床、角动量黑洞、杠杆起重器和磁力升旗台。拉动滑轮启动器，弹珠从斜面轨道滑下，经过弹力蹦床，落入角动量黑洞中，最后启动杠杆起重器，抬起磁力升旗台上的旗子表示胜利。

适合年龄

6-8年级

必需材料

硬纸板、彩色卡纸、竹筷、吸管、竹签、塑料瓶、纸胶带、透明胶带、厕纸卷筒、棉线、瓶盖、串珠、气球、冰棍棒、有孔冰棍棒、弹珠、螺母、强力磁铁。

制作支架

在设计关卡前，我们需要设计1个支架为各种装置提供支撑。支架由2块方形硬纸板组成，竖直方向上的硬纸板用于支撑滑轮启动器和斜面轨道；水平方向硬纸板用于支撑弹力蹦床、角动量黑洞、杠杆起重器和磁力升旗台。

步骤1：将硬纸板裁成2块35cm×35cm的正方形，并用黑色卡纸粘贴在硬纸板上。

步骤2：剪下2个等腰钝角三角形（钝角稍微大于90°即可）纸板，粘贴上黑色硬卡纸，如图粘贴起来，完成支架的制作。

关卡1 滑轮启动器

步骤3：在瓶盖中间钻孔；剪下圆形硬纸板并穿孔，盖在瓶盖下端，粘好。

步骤4：剪下1块稍大的圆形纸板，中间穿孔，贴上星球贴纸，并用竹签穿过纸板，固定牢固。

步骤5：剪下1段4cm长的竹签，将棉线缠绕在竹签一端，并用胶枪粘贴好，滑轮启动器就做好了。

步骤6：在支架的左上角钻1个孔，剪下1段8cm的竹签，用胶枪固定在孔上，把滑轮安装到纸板上。

关卡2：斜面轨道

步骤7：剪下数段长条形纸板，将第1块纸板粘贴在滑轮下方，做成1个斜坡。在滑轮下方的纸板上钻出1个孔，插上滑轮上的竹签。

步骤8：在第1块纸板下方安装第2块纸板。可以用胶布暂时固定住纸板，用弹珠进行反复测试，直到纸板调整到合适的角度和长度，并用胶枪粘好。

步骤9：剪下2块较短的长方形纸板，用胶枪垂直粘贴。用胶布暂时固定在纸板上，测试角度和长度后，用胶枪粘贴好。

步骤10：纸板外延的部分用竹签粘贴支撑，斜面轨道就做好了。

关卡3：弹力蹦床

步驟11：从中间将卷纸筒切成两半，一半用作蹦床的支撑部分。剪开气球底部，将上部套在卷纸筒上，再用透明胶带粘贴牢固，弹力蹦床就做好了。

步骤12：将弹力蹦床放在纸板上进行测试，找到能让弹珠弹到最高的位置，用胶枪粘好。

关卡4：角动量黑洞

步骤13：另取1个卷纸筒，用彩色卡纸包装好，做成角动量黑洞的支架。

步骤14：切下塑料瓶的瓶口部分，口朝下粘贴在支架上，测试并调整角动量黑洞的位置，让弹珠恰好能够掉落到塑料瓶中并螺旋状落下。调整完毕后用胶枪粘好。

关卡5：杠杆起重器

步骤15：切下等长的有孔冰棒棍两端，各留1个孔，作为杠杆的支点。在纸板上剪下2个小直角三角形，粘贴在支点的两面，作为支撑。并将瓶盖粘贴在一根完整冰棒棍的一端，作为力臂。

步骤16：剪下一段竹签，粘贴在靠近瓶盖的冰棒棍上。调整好位置，将它和作为支点的冰棒棍安装起来，竹签两端用串珠封好。杠杆起重器就做好了。

关卡6：磁力升旗台

步骤17：取一长一短两根吸管，交叉成十字状，粘好。取一螺母，如图粘贴在长吸管一端，并将一面旗子粘贴在长吸管的另一端。

步骤18：取3根竹签，如图粘贴好。

步骤19：将步骤17中的吸管套在竹签上，测试并调整好位置，并在旗子下方粘贴1块强力磁铁。

这样，我们的戈德堡机械“星际障碍赛”就做好了。拿起弹珠试一试，让它举起一面旗子吧！

背景知识

鲁布·戈德堡机械是一种通过过分复杂机械结构实现简单动作的机械组合。戈德堡机械的零件简陋，形式迂回曲折，但过程却很有观赏性。戈德堡机械的设计自由度很高，你可以加上很多其他触发机关，制作戈德堡机械能让学生发挥创意，认识不同能量的转化方式。这个简易戈德堡机械综合了多种中学的物理知识，包括滑轮、重力、弹力、动量、杠杆和磁力，每一关设计了一个相关的物理知识，让学生在动手中学会相关物理原理和应用。

制作视频

在科技学堂公众号（sciclass）中回复关键词“星际障碍赛”，跟着视频一起做。