1. 中国
  2. 最新活动
  3. 3M科学总动员系列活动
  4. 3M科学总动员@家庭实验–制作棉球发射器

制作棉球发射器

尽可能地使用能量,能让你的棉球走多远

View Video

关键概念

  • 物理现象
  • 势能
  • 动能
  • 能量守恒

  • 介绍

    你有没有把橡皮筋拉长并把它弹出去过?在这个有趣的活动中,充分利用能量并制作橡皮筋驱动的棉球发射器!

  • 背景

    当你拉伸橡皮筋时,它就会储存弹性势能——当材料被拉伸、压扁、弯曲或扭曲时储存在其中的能量。这与重力势能不同,重力势能储存于离开地面的物体中。两种类型的势能都可以转化为动能——运动的能量。所有运动的物体都有动能,但静止的物体没有动能。当能量在各种形式之间转换时,总能量保持不变。换句话说,它是守恒的。(然而,一些能量也可能因为摩擦而转化为热——但那仍然是能量的一种形式。)


    在这个活动中,你将通过测量自制发射器发射的棉球距离来探索势能和动能的守恒!
  • 准备工作(可参考视频)

    1. 把你的材料收集到一个干净开阔的地方。
    2. 用你的剪刀小心地把一个卷筒剪成两半。
    3. 卷压卷筒使其变窄(大约原来直径的一半),然后用胶带固定。
    4. 用剪刀或打孔机在细管上打两个洞。(如果你用的是冰棒棍,用剪刀把洞弄窄一些,形状和冰棒棍一样。)两孔彼此相对,小心地将你的铅笔或冰棒棍从洞中穿过。
    5. 第二根粗卷筒上,剪出一对垂边,大约四分之一英寸长,间隔半英寸。
    6. 小心地将一根橡皮筋穿过一侧的垂边,这样它就可以挂在中间的纸板上。把一条胶带粘在缝隙上,加固纸板标签。
    7. 把另一根橡皮筋穿过管子另一边的垂边。当你完成管子应该有一个橡皮筋悬挂在每一边。
    8. 拿着橡皮筋管,让它的橡皮筋在顶部,把较窄的管子滑进较宽的管子里,铅笔的一端在底部。
    9. 小心地把橡皮筋的一端绕在铅笔上。
    10. 拿好你的发射装置,让铅笔在底部。在顶部放置一个棉球,使其停留在较窄的管内部。
  • 步骤

    • 回到你的发射台,站在标尺的初始位置。现在你已经造好了发射器,你觉得你的棉球能飞多远?
    • 将你的发射器保持水平(不要让棉球掉下来)。
    • 拉回铅笔,使内卷筒延伸出2英寸的发射器背面。你的棉球小心地(远离人)瞄准。
    • 松开铅笔,看你的棉球飞起来!
    • 用你的尺量一下棉球移动的距离。
    • 重复前面的步骤,每次将发射器向后拉一英寸。棉球什么时候旅行的距离最短?它什么时候走得最远?
    • 另外:试着测试不同厚度的橡皮筋,看看哪个发射得最远!
       
  • 更多探索

    在这个活动中,你使用两种能量来装载和发射你的棉花球。当你把装着棉球的铅笔缩回来的时候你在给系统增加势能。你把铅笔拉得越远,储存的势能就越多。当你释放铅笔时,能量变成了动能,棉球应该在空中飞起来了!

    你把发射器拉得越远,你给系统增加的势能就越多——你储存的越多,当你射击棉花球的时候就应该释放更多的动能。因此,你把发射器往后拉得越远,棉球应该跑得越远。

  • 安全第一与成年人监督

    • 请小心按照实验说明进行操作。
    • 每个实验应有负责监护的成年人协助。
    • 尽管在家里进行科学实验是令人兴奋的学习和实践科学的方法,但必须注意,有些实验可能要求参与者采取额外的安全措施,以及/或者会把地方弄得脏乱。
    • 成年人应负责或协助处理可能有危险的材料或尖锐物品。
    • 在进行实验前,成年人应检视实验内容,并决定学童的年龄是否适合参与该些活动。