雞蛋撞地球策劃書

1、 策劃書雞蛋撞地球是初見(jiàn)于20世紀(jì)80年代英國(guó)科促會(huì)青少年部組織的青少年科技活動(dòng)，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(dòng)于20世紀(jì)80年代初見(jiàn)于英國(guó)科促會(huì)青少年部組織的青少年科技活動(dòng)，后由香港數(shù)理教育學(xué)會(huì)的老師們引入香港并在中小學(xué)生中開(kāi)展；至90年代初，上海中國(guó)福利會(huì)少年宮將其進(jìn)一步改進(jìn)，并在上海青少年中組織開(kāi)展，受到青少年們的歡迎；其后，廣州物理教學(xué)研究會(huì)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(ài)好者參加。活動(dòng)目的學(xué)習(xí)應(yīng)用創(chuàng)造性思維方式去選擇解決問(wèn)題的最佳方案；嘗試動(dòng)手動(dòng)腦相結(jié)合的創(chuàng)造方式。活動(dòng)準(zhǔn)備生雞蛋、降落傘材料

2、、緩沖包裝材料等?；顒?dòng)內(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(huì)摔破。這不就是“雞蛋撞地球”嗎？不然，我們這里所說(shuō)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(gè)其它條件。1、雞蛋下落的高度在雞蛋撞地球活動(dòng)中，要求雞蛋從1520多米高度下落與地面相撞，即要求參加活動(dòng)的同學(xué)們從46層樓房的陽(yáng)臺(tái)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(zhǎng)雞蛋與地面撞擊時(shí)的相互作用時(shí)間，這可通過(guò)用普通容器（容器的材料、形狀、結(jié)構(gòu)不限）包裝雞蛋來(lái)實(shí)現(xiàn)；二是降低雞蛋撞擊地面前瞬間的速度，這可以通過(guò)在包裝容器上加起減速作用的降落傘而實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，還要考

3、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(guò)不斷思維，不斷設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，不斷進(jìn)行選擇，最可貴地是要運(yùn)用每個(gè)人的直覺(jué)。我們相信，同學(xué)們通過(guò)上述活動(dòng)，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(huì)在大家靈活的手指上誕生。（一）設(shè)計(jì)分析根據(jù)前面的分析，我們已經(jīng)明確了設(shè)計(jì)的關(guān)鍵的問(wèn)題，接下來(lái)就是進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，通過(guò)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，就是利用降落傘，增大空氣阻力，以使雞蛋連同整個(gè)裝置平穩(wěn)落地。 這種方案最容易想到，因?yàn)樘鴤?、宇宙飛船減速，都運(yùn)用了這個(gè)方法，效果很好。安全性極高，使整個(gè)裝置達(dá)到較小的速度即可勻

4、速下落。裝置的重量也不會(huì)很重。唯一的缺點(diǎn)就是：受大氣擾動(dòng)影響太厲害，會(huì)使實(shí)驗(yàn)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(jī)。 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(shí)實(shí)地包裹起來(lái)。比如泡沫、棉花、各種填充材料等。通過(guò)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(jiàn)到過(guò)。這的確是一個(gè)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(gè)裝置的重量降到最低。但美中不足的是：整個(gè)裝置是自由下落狀態(tài)，到達(dá)地面時(shí)的速度較大，因而對(duì)裝置的堅(jiān)固度和緩沖

5、效果要求較高，安全性稍差一點(diǎn)。 3、不倒翁型： 不倒翁型，就是使整個(gè)裝置像不倒翁一樣，把重心盡可能降低，使得裝置下落時(shí)能保持穩(wěn)定狀態(tài)，確保始終讓一個(gè)面著地。那么保護(hù)工作只需要在這一個(gè)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(guò)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。美中不足的就是為了確保裝置的重心降低，勢(shì)必要在底部放上一個(gè)質(zhì)量較大的物體，這就大大加重整個(gè)裝置，將影響比賽成績(jī)。 4、多面體型： 多面體型，就是把整個(gè)裝置制作成一個(gè)多面體，將雞蛋用結(jié)實(shí)的繩子固定在多面體的中央，使整個(gè)雞蛋懸空。裝置落地后，不論哪個(gè)面著地，雞蛋都不會(huì)

6、著地，雞蛋就完好無(wú)損了。 這種方案無(wú)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(huì)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(gè)大的缺點(diǎn)就是多面體不易扎制，結(jié)實(shí)程度不高，落地后可能會(huì)散架，雞蛋也就岌岌可危了。 5、雙氣球型： 雙氣球型，就是將雞蛋放在一個(gè)氣球中，充入一定量空氣，在外面再套一個(gè)氣球，充入適量空氣。這樣兩層氣球之間就會(huì)形成一個(gè)氣墊，會(huì)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(gè)氣球的重量，幾乎可以忽略不計(jì)。但這種方案有一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是兩層氣球之間有一塊是緊密接觸的，沒(méi)有氣墊的保護(hù)，如果此面著地，一切都完了

7、。另外，由于重量太輕，受空氣擾動(dòng)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(gè)裝置上方安置一個(gè)螺旋槳，靠流動(dòng)的空氣推動(dòng)或遙控，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)起來(lái)，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(dòng)而減小了裝置下落的速度，安全性更高。如果是遙控，準(zhǔn)確性也會(huì)很高。問(wèn)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(wú)從談起。如何保證螺旋槳平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)也是一個(gè)問(wèn)題。 7、滑翔機(jī)型： 滑翔機(jī)型，顧名思義，就是將雞蛋懸掛在滑翔機(jī)下方，整個(gè)裝置就會(huì)在空氣中滑翔，最后會(huì)平穩(wěn)地降落。 這種方案準(zhǔn)確性極差，降落地點(diǎn)不確定。如果不限制落地點(diǎn)的話，這無(wú)疑是一個(gè)好方案，安全性較高

8、。在這種比賽規(guī)則下，不提倡這種方法。 8、鹽水型： 鹽水型，就是配一個(gè)密度很大的氯化鈉溶液，讓雞蛋漂浮在上面，落地后鹽水就充當(dāng)了緩沖材料，保證雞蛋不破。 這種方案新穎獨(dú)特，用鹽水作緩沖，安全性較高，受到空氣阻力影響很小，準(zhǔn)確性較高。但裝置不易控制，如果裝置在空中翻滾，鹽水灑出，就起不到保護(hù)作用了，因此，一定要保證裝置重心要穩(wěn)，并且盡可能降低。這種裝置的重量問(wèn)題也是不容忽視的，畢竟，鹽水的密度要比泡沫大得多。 9、吸管組型： 吸管組型，用幾根吸管綁在一起做成吸管組，將幾組吸管組搭成金字塔形，將雞蛋夾在中間，用膠條固定。吸管由于是中空的，可以起到緩沖作用。 這種方案材料來(lái)源廣泛，重量輕，體積小，因

9、而準(zhǔn)確性較好。至于安全性嘛，可能要差一點(diǎn)，吸管的緩沖作用畢竟有限。 10、綜合型： 綜合型，就是將幾種保護(hù)措施結(jié)合起來(lái)使用，造出的裝置也是五花八門。 綜合型裝置的安全性肯定會(huì)大大提高，這是毫無(wú)疑問(wèn)的。準(zhǔn)確性很難說(shuō)究竟是提高了還是降低了。不過(guò)有一點(diǎn)可以確定，那就是裝置的總重量大大增加，可能會(huì)影響比賽成績(jī)。 上面大體介紹了十種方案。其實(shí)還有很多方案，就不一一列舉了。不難看出，這十種方案各有利弊，很難找出一個(gè)十全十美的方案。而且，各種方案的偶然性較大。以上僅是從理論層面對(duì)各種方案進(jìn)行了分析，實(shí)際操作中會(huì)有各種意想不到的事情發(fā)生。 比賽時(shí)當(dāng)時(shí)的天氣狀況、場(chǎng)地情況、裝置制作情況、雞蛋的大小和形狀等，都會(huì)

10、對(duì)比賽結(jié)果產(chǎn)生一定影響。 1、天氣狀況的影響： 天氣狀況對(duì)這種比賽的影響可以說(shuō)是非常大的。主要影響是風(fēng)力的大小。理想的天氣狀況應(yīng)該是幾乎沒(méi)有風(fēng)，這樣才能保證一些需要借助空氣阻力來(lái)減速的裝置能夠平穩(wěn)降落。如果風(fēng)太大，那么降落傘型、螺旋槳型、雙氣球型等類型的實(shí)驗(yàn)裝置就會(huì)在風(fēng)中搖擺不定，準(zhǔn)確性會(huì)很差，安全性也會(huì)大大降低。 2、場(chǎng)地情況的影響： 場(chǎng)地情況的好壞直接影響了比賽成績(jī)。這里的場(chǎng)地場(chǎng)地主要是指裝置落地的場(chǎng)地。理想的場(chǎng)地應(yīng)該平坦、松軟，這樣會(huì)大大增加成功的幾率。這次比賽場(chǎng)地是大理石水平地面，堅(jiān)硬無(wú)比，這就要求我們的裝置一定要結(jié)實(shí)，緩沖效果要好。 3、裝置制作情況的影響： 裝置制作的好壞具有很大的

11、不確定性。試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)成功并不代表著在正式比賽中會(huì)成功。因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)整個(gè)裝置從十幾米高的地方落下，會(huì)造成裝置整體或局部的損壞，如果再用試驗(yàn)過(guò)的裝置去比賽，這些損壞造成的影響便會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。會(huì)讓認(rèn)為安全可靠的裝置出現(xiàn)意外情況。如果再制作一個(gè)新的裝置，即使原理跟試驗(yàn)時(shí)的裝置一模一樣也無(wú)法保證制作得和試驗(yàn)時(shí)的裝置沒(méi)有差別，問(wèn)題往往就出現(xiàn)在這細(xì)小的差別上。 4、雞蛋的大小和形狀的影響： 也許你會(huì)問(wèn)：雞蛋的大小和形狀還對(duì)試驗(yàn)效果有影響嗎？回答是肯定的。如將大小不等的一筐雞蛋晃幾晃，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：大的雞蛋先破，小的雞蛋后破。由此可以得知：小的雞蛋更結(jié)實(shí)一點(diǎn)。如果拿兩個(gè)蛋殼厚薄不同不一樣的雞蛋相碰，一定是蛋殼薄的雞蛋

12、先破。由此可以得知：蛋殼厚的雞蛋更結(jié)實(shí)一點(diǎn)。另外，形狀規(guī)則的雞蛋由于受力均勻，會(huì)比不規(guī)則的雞蛋結(jié)實(shí)。因此，所用雞蛋太長(zhǎng)、太圓、太扁或鼓出一塊、凹下一塊都不行。選擇雞蛋的時(shí)候一定要注意 由此可以看出，這種比賽中許多不確定因素都是人們難以預(yù)料的。對(duì)于前兩種影響，對(duì)每一個(gè)參賽者都是公平的。條件好對(duì)大家都好，條件不好對(duì)大家都不好。對(duì)于后兩種影響，要求我們一定要細(xì)心，力求將裝置調(diào)試得完美無(wú)缺，比賽時(shí)才能確保萬(wàn)無(wú)一失。（二）方案的構(gòu)思和確定經(jīng)過(guò)上述的分析，根據(jù)實(shí)際情況，我們構(gòu)思了以下幾種方案，分別見(jiàn)如下草圖：A 多面體型 （1）長(zhǎng)方體泡沫外殼（2）柔性填充物（3）減速塑料袋（4）細(xì)線（5）防彈海綿雙面膠

13、B 熱氣球型 （1）可樂(lè)瓶外殼（2）固定雞蛋塑料袋（3）緩沖、固定網(wǎng)狀海綿套袋（4）減速塑料袋（5）細(xì)線（6）防彈海綿雙面膠以上兩種方案所用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材容易、制作成功率高，由于方案A是一種傳統(tǒng)式普及型的方案，而方案B是一種新型的結(jié)構(gòu)，也許是一種首創(chuàng)的設(shè)計(jì)方案。因此我決定選用方案B來(lái)制作。三、 制作模型1、繪制圖樣“雞蛋撞地球”的設(shè)計(jì)圖樣 2、制作步驟（1）所用材料：雞蛋一個(gè)、可樂(lè)瓶一個(gè)、透明塑料袋大小各一個(gè)，套蘋果用的網(wǎng)狀海綿套一個(gè)、細(xì)線、海綿雙面膠一個(gè)，雙面膠一個(gè)。（2）工具：剪刀（3）按設(shè)計(jì)圖樣劃線 按設(shè)計(jì)圖樣的高度在可樂(lè)瓶上劃線，把網(wǎng)狀海綿套按三等分劃線，(4) 按要求剪切、鉆孔用剪刀把可樂(lè)瓶按劃線處剪切，然后在上開(kāi)口下約1厘米處沿相互垂直的對(duì)角線處的殼體上穿四個(gè)小孔，把網(wǎng)狀海綿套剪成三等分，剪兩條約20厘米的細(xì)線，（6）裝配先把雞蛋裝在小塑料袋里，使雞蛋兩端沿豎直方向放置，可用雙面膠把雞蛋和塑料袋固定，再沿雞蛋體的最大直徑處套上三層海綿套（用雙面膠固定），使這個(gè)裝置剛好能放進(jìn)可樂(lè)瓶，然后把塑料袋貼在塑料袋的上端開(kāi)口處，使雞蛋按規(guī)定位置固定。把細(xì)線在四個(gè)小孔分兩邊系好，線的上端分別分別和大塑料袋的兩邊系好。在塑料瓶的底部按塑料瓶的底部大小貼上海綿雙面膠。四、 測(cè)試、評(píng)估及優(yōu)化測(cè)試時(shí)，首先，一定要將自己的裝置對(duì)準(zhǔn)投擲點(diǎn)。再次，投放時(shí)使落地面朝下，確保重心穩(wěn)定，裝置的這