2017年北京市青少年未來工程師競賽項目設(shè)置及規(guī)則

1、2017 年北京市青少年未來工程師競賽項目設(shè)置及規(guī)則第三部分：競賽項目詳細說明第一項：木梁承重項目規(guī)則一、項目描述每個參賽隊由 2 名參賽隊員組成。參賽隊員用組委會提供的材料和自備的符合競賽組委會規(guī)定的工具， 現(xiàn)場設(shè)計和制作木梁， 并對木梁進行承重測試， 有效承重與木梁自重之比越大越好。參賽隊必須提交實驗報告。二、參賽組別分小學(xué)組、中學(xué)組，每個隊2 名學(xué)生。三、項目規(guī)則（一）比賽時間安排比賽分兩個階段進行， 第一階段為木梁制作， 第二階段為承重測試。 兩個階段至少相隔 12 小時。參賽者必須提交實驗報告，實驗報告內(nèi)容包括設(shè)計思路、設(shè)計草圖、尺寸標(biāo)注等。（二）木梁制作1、必須使用大會提供的木材和

2、膠水進行制作。2、材料為航模用的桐木板材，規(guī)格是：長度1000mm,寬度55mm,厚度1 3 mm。組委會提供材料為：3mm厚、2mm厚的桐木板各5片,1mm厚的桐木板2 片。3、組委會提供502膠2瓶（規(guī)格15毫升每瓶）、302（AB環(huán)氧膠一份（10 克） ，除此之外不得再使用其他任何粘合劑。4、木梁可以是任何形狀，長度必須大于500mm ，高度不得超過250mm ，木梁的底部與測試裝置接觸部分寬度至少為 30mm 。 制作完成后的木梁必須標(biāo)注中心線， 用來放置到測試裝置時參照用。 木梁不能有任何構(gòu)造物對測試裝置的內(nèi)側(cè)面（垂直面） 形成壓力，且木梁能夠自然（沒有外力支持）放置在測試臺頂面上。

3、如果木梁不符合要求將不能進行承重測試。、 完成后木梁的質(zhì)量 （包括粘接劑） 不得大于 50 克， 超質(zhì)量的木梁不得進 行承重測試。.每個參賽隊最多可以制作3 個木梁。（三）測試裝置.測試裝置由木梁加載部件（放置砝碼的裝置）、測試框架和底座構(gòu)成（參見附圖 2） ；.測試裝置有兩個等高的框架，內(nèi)側(cè)面相隔 500mm,框架的頂面放置待測 試的木梁；.加載裝置在門型梁中心的下面有一個100mmx 100mm的加載平面。用以壓在木梁的頂面上，使木梁承受全部加載質(zhì)量。.測試裝置加載砝碼裝置的原始重量為50公斤；.加到加載裝置上的重物為杠鈴片,有 1、 2、 5、 10、 15、 20、 25公斤 7種規(guī)格

4、。（四）測試點抽簽?zāi)玖褐谱髑半S機選出 1 名參賽隊員抽簽決定本次比賽的承重測試點，測試點從木梁中心點每隔 1cm 向左右兩邊延伸，最大5cm。（五）現(xiàn)場制作1、必須按照組委會規(guī)定的時間和地點參加制作環(huán)節(jié)，具體的制作場地由領(lǐng)隊會上抽簽決定。2、制作所需的工具、 安全用具（防割手套、護目鏡等）自備，要使用安全性能好的工具、 夾具等。 也可以使用自制的工具， 但不能使用電動工具， 參賽隊員進入賽場除工具和圖紙外不得攜帶其他與競賽相關(guān)物品，所帶工具交由裁判檢查后方可進入制作場地使用。3、必須使用組委會統(tǒng)一提供的操作板，規(guī)格為：400m忻600mm4、賽場上備有電子稱。木梁制作過程中，可隨時對木材或木梁

5、進行稱重。5、制作時間為4 小時，中間不休息。一旦結(jié)束時間到，參賽者必須停止制作，等待裁判對木梁進行編號驗收。6、制作結(jié)束，所有木梁由裁判進行編號并封存。7、制作過程中，如發(fā)現(xiàn)不安全的情況，裁判有權(quán)加以制止。（六）承重測試1、 測試前對被測木梁進行稱重， 如果木梁超重， 則取消該木梁的測試資格。2、在承重測試階段不能對木梁進行修理，如為減輕其質(zhì)量而拿掉一些材料等都視為犯規(guī)，將取消該木梁的測試資格。3、根據(jù)裁判所報現(xiàn)場加載質(zhì)量，由參賽者舉隊號牌申請參加測試。該加載質(zhì)量含測試裝置的質(zhì)量（ 50 公斤） 。4、 起始加載質(zhì)量100 公斤 （含加載裝置） ， 每次遞增 10 公斤； 200 公斤起，每

6、次增加 5 公斤； 250 公斤以上可以由參賽隊員自由叫重 （可以以 1 公斤為單位增加） ，注意測試過程加載質(zhì)量只增不減。5、由參賽者將木梁放上測試裝置的頂部平面上，木梁的任何部分都不得與測試裝置的內(nèi)側(cè)面 （垂直面） 接觸， 調(diào)整好位置后示意裁判可以加載， 加載由裁判操作。6、木梁加載承重后必須保持30 秒時間。 30 秒內(nèi)（含 30 秒）木梁沒有損壞則本次測試有效。 如果在30（含30） 秒內(nèi)木梁發(fā)生損壞， 則本次測試成績?yōu)榱恪?、木梁測試承重得分=8、每個參賽隊有三次測試，每次測試的木梁由參賽者自行選擇。9、以三次測試中最高得分作為最終成績。10、 在測試階段， 木梁統(tǒng)一由裁判保管， 參

7、賽者只有在進行測試時才可領(lǐng)取被測木梁。 測試完畢， 不管木梁是否完好， 必須交回裁判保管。 直至全部測試結(jié)束才可取回木梁。四、其他說明1、參賽隊不得攜帶任何制作材料和膠水進入制作現(xiàn)場。2、參賽隊只能使用組委會統(tǒng)一提供的操作板，不得攜帶任何模板（輔助制作木梁的整體或一個部件的工具） 進入制作現(xiàn)場， 如果需要， 參賽隊員可以現(xiàn)場制作（材料含在大會提供的總量里，不另行提供） 。3、參賽隊員不得有任何可能對自己和他人造成危險的行為。4、參賽隊不得使用電動工具和其它危險的工具。5、未盡事宜由組委會負責(zé)解釋。附圖 1：附加測試裝置第二項：投石車項目規(guī)則、項目描述用所給的材料制作一輛有三個以上輪子并不在一條

8、直線上，輪子的直徑不小于 10 cm ，車底盤離地面不低于5 cm 的投石車。在投石車上系一根0.5 米長的繩， 投石車移動時， 參賽選手只能接觸繩子拉動而不能用手觸碰投石車的任何部分。 當(dāng)投石車傾倒時， 參賽選手可以用手扶正投石車， 傾倒后再移動屬于犯規(guī)，必須放回到傾倒發(fā)生處， 扶正后再行移動。 在投石車移動時， 只有輪子可以接觸地面。 移動時， 輪子必須能夠轉(zhuǎn)動， 當(dāng)輪子以外的任何部分接觸到了地面 （偶然因素除外）時，均視作投石車損壞。投石方式采用杠桿原理， 必須有一個投射啟動裝置 （如一個插銷） 。 制作完成后的投石車將進行競技比賽。 投石車進入起點區(qū)域后， 有 1 分鐘的備賽時間，之后

9、裁判長宣布比賽開始，比賽時長2 分鐘。二、參賽組別小學(xué)組、中學(xué)組（含初、高中），每支參賽隊伍最多由 2 名選手組成。三、項目要求用所給的材料制作一輛有三個以上輪子并不在一條直線上，輪子的直徑不小于 10 cm ，車底盤離地面不低于5 cm 的投石車。在投石車上系 1 根距離不低于 0.5 米長的繩，投石車移動時，參賽選手只能接觸繩子拉動而不能用手觸碰投石車的任何部分 （在 A 區(qū)內(nèi)移動可直接手推動移動車） 。 當(dāng)投石車傾倒時， 參賽選手可以用手扶正投石車， 傾倒后再移動屬于犯規(guī)， 必須放回到傾倒發(fā)生處，扶正后再行移動。 在投石車移動時， 只有輪子可以接觸地面。 移動時， 輪子必須能夠轉(zhuǎn)動， 當(dāng)

10、輪子以外的任何部分接觸到了地面 （偶然因素除外） 時， 均視作投石車損壞。投石方式采用杠桿原理，必須有一個反復(fù)使用的投射啟動裝置（如一個插銷） 。 制作完成后的投石車將進行競技比賽。 投石車進入起點區(qū)域后， 有 1 分鐘的準(zhǔn)備時間，之后裁判長宣布比賽開始，比賽最大測試時間 2 分鐘。四、項目規(guī)則投石車：投石車采用杠桿原理， 利用桿的擺動進行投石。 桿擺動的動力來自橡筋； 桿的一端必須有一個開放式容器用以盛放沙包；必須有一個反復(fù)使用的投射啟動裝置（如一個插銷） ，不能直接用手控制桿的釋放，裝置必須保證安全；投石架必須固定在車上，車必須有可以滾動的輪子；用于投擲的沙包是在5 cm X5 cmX5

11、cm （尺寸內(nèi)）的布袋中灌滿黃沙，重量為 30克（允許誤差為正負1克）， 由參賽隊自備， 數(shù)量不限， 但必須符合規(guī)定的要求 （沙包外不準(zhǔn)許有包裹物） 。比賽場地：比賽場地如圖（附后）所示，其中目標(biāo)A、 B 放置在地板上。制作：參賽者必須提交設(shè)計報告， 并利用事先做好的設(shè)計方案和圖紙進行制作； 只能利用賽場提供的材料進行制作，賽場提供材料為： 90Xl20cmK被一張，卡紙 2張（A4）,紙杯一個，回形針20個，橡筋圈（20根），一根長150厘米、直 徑2厘米的PVCf;自行車車輪（26 口寸）輻條2根；1.5米線繩一根；工具和粘 接材料自帶（現(xiàn)場不提供交流電源）；制作時間為 120分鐘。可對車

12、輛進行美化， 提高車輛的觀賞性。 根據(jù)參賽整體車輛美化的實際效果，可適當(dāng)評定車輛美化獎。D.競賽：競技方式為：在起點（終點）區(qū)域內(nèi)，投石至前方“城池 A1-A4 （不分先后 順序）”，擊中（石頭進入城池 A）后迅速移動投石車到達第二投射區(qū)，在發(fā)射 線后向“城池B1”投射，擊中后移動投石車至第三發(fā)射區(qū)，投向“城池B2”，小學(xué)組增加在第三發(fā)射區(qū)再投 “城池B1” 1 次 , 中學(xué)組增加在第三發(fā)射區(qū)再投 “城池 B1” 2 次，全部擊中后，投石車回到起點（終點）區(qū)域。在一個發(fā)射區(qū)域可以連續(xù)投石， 直至擊中目標(biāo)； 如果前方目標(biāo)無法擊中， 那么投石車就不能前進。 移動投石車時輪子必須著地滾動。 如果半途

13、中輪子壞了，可以當(dāng)場進行修理 （計在 2 分鐘比賽時間內(nèi)） ， 車子必須在輪子能正常滾動時才能移動前行， 否則將停止比賽。 投射必須利用反復(fù)使用的投射啟動裝置 （比如拔去插銷），否則無效。投出的沙包可以回收使用。E.評分標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)到達終點的時間進行排序， 時間越短名次越前。 如果不能到達終點， 則以擊中目標(biāo)的多少進行排序； 每隊可以賽兩輪， 取最好一輪成績； 沒有設(shè)計報告不能參加比賽； 如設(shè)計報告得分不及格， 將降一級得獎等級； 成績優(yōu)勝者需進行答辯，如答辯不及格，將取消比賽成績。第三項： 過山車項目規(guī)則過山車是一項充分體現(xiàn) STEM教育理念，需要參賽者綜合運用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等知識，

14、同時具備動手能力和團隊合作能力才能完成的競賽項目。 參賽者在任務(wù)式競賽中感受力與美的結(jié)合， 體驗過山車飛馳而過的驚險與刺激， 其參與過程比乘坐真實過山車更具趣味性和挑戰(zhàn)性。一、項目描述在規(guī)定的時間內(nèi)設(shè)計和搭建具有二根軌道的過山車，讓一顆鋼珠從一根軌道的頂部釋放， 然后使鋼珠在重力的作用下下滑， 并用它去引發(fā)第二根軌道上的鋼珠滾動， 直至它到達該軌道的終點。 第二顆鋼珠到達終點的時間越接近指定值越好。計時需使用組委會指定的電子計時器。二、參賽組別 ：分為小學(xué)組、中學(xué)組2 個組別，每個參賽隊由 3 名學(xué)生組成。三、項目規(guī)則（一）軌道設(shè)計1、第一段軌道的起點端的高度必須為90cm （鋼珠與基座板的距

15、離），起點端必須有一個能使鋼珠靜止的機構(gòu)（或平臺） ，在釋放鋼珠時不能施以額外的有利鋼珠滑行的外力，鋼珠的直徑為 16mm；2、參賽者的軌道必須完成4 個規(guī)定動作： 2 個直徑為不小于 15cm 的豎直平面的360回旋，1 個跨距為大于等于 10cm 的等高點的飛躍， 1 個向上 4cm的斷口 （兩點高度差為 4cm， 水平方向間距不限） 的飛躍。 四個規(guī)定動作可以設(shè)置在任意軌道上完成，順序不限；3、第一段軌道的末端和第二段軌道的始端之間要有一個裝置，當(dāng)來自第一段軌道的鋼珠作用于該裝置時， 必須觸發(fā)第二段軌道上的鋼珠開始滑動。 觸發(fā)裝置可以是任意形式的（包括電子類） ，但不能有可控的時間延遲功

16、能（即不能通過調(diào)節(jié)裝置來改變鋼珠的滑行時間） ；4、第二段軌道的終點必須在距離底板 3 cm高處，要有一個便于收集鋼珠的裝置；5、2段軌道必須搭建在一個長90cm、寬50cm的木質(zhì)平板上；軌道之中除了兩個跳躍和機關(guān)外不得再有斷點；立桿為直徑16mmPVC管；6、器材必須是拆散狀態(tài)零件，不能有事先做好的結(jié)構(gòu)；7、主體結(jié)構(gòu)必須用要求的材料；8、 從第一顆鋼珠出發(fā)到第二顆鋼珠到達終點， 要求的時間區(qū)間為10-20 秒。（二）現(xiàn)場搭建1、比賽器材和工具自備；2、鋼珠運行的指定時間在比賽現(xiàn)場抽簽公布，時間區(qū)間為10-20 秒，計時使用組委會指定的電子計時器；3、搭建時間：小學(xué)組，中學(xué)組為3 小時。（三）

17、測試1、釋放鋼珠使其滑下；2、在整個滑行過程中，不得再碰鋼珠，不能施加任何能夠引起鋼珠改變運動狀態(tài)的外力，否則該輪測試視作失??；3、鋼珠沒能到達軌道末端就翻出軌道，則此輪測試視作失敗；4、如果鋼珠在軌道上停止不動達3 秒，則此輪測試視作失敗；5、比賽得分：從第一顆滾珠開始滑落到第二顆滾珠到達終點所用的時間與規(guī)定時間之間的差值的絕對值。此值以秒為單位，精確到小數(shù)后 2 位。6、進行三輪測試（第一輪大循環(huán)，第2 、第3 輪連續(xù)進行） ，取最好的一輪比賽得分為最終比賽成績。如只有一輪得分，則加上 10 秒為最終成績。圖.過山車項目任務(wù)要求示意圖飛行項目及規(guī)則回旋飛行一一手擲飛機繞標(biāo)項目一、項目描述回

18、旋飛行是基于空氣動力學(xué)原理，在無動力情況下，通過將飛機投擲出去又能繞桿盤旋回來并接住的一種有趣的比賽。 飛機制作方法和使用材料簡單，但卻 極具豐富的科學(xué)內(nèi)涵。回旋飛行需參賽者運用靈活多變的操作技術(shù)和創(chuàng)造性地 運用飛行原理及相關(guān)的科學(xué)知識。二、參賽組別分為小學(xué)組、中學(xué)組（標(biāo)明初中、高中）2個組別，每個參賽隊由2名學(xué)生 組成。三、項目規(guī)則.飛機制作必須使用規(guī)定的材料進行制作。 材料包括：A4紙、泡沫塑料板（厚度約13mm）、竹條、桐木片（1mm、2mm、3mm）、碳纖維、冰棍桿及曲別針等。每 個參賽隊員限帶兩架模型飛機參賽?，F(xiàn)場審核規(guī)格要求：翼展不超過 300mm,機身長不超過300mm。.比賽場

19、地在室內(nèi)場地設(shè)立標(biāo)桿，在參賽者與標(biāo)桿 15米的距離中，任意選擇1個整 數(shù)點作為起飛點，例如：選擇從 2米或5米起飛。.比賽要求參賽者從15米自行選擇點位起飛，當(dāng)飛機飛出并成功繞桿后，參賽者在起飛線外飛機沒有落地之前接住飛機， 計成功1次。累計成功繞標(biāo)飛行圈數(shù)。每名參賽選手，比賽時間為2分鐘。比賽中，參賽者不得踩線或越線，在接飛機過程中參賽者身體任何部位不 得壓線，否則均視為犯規(guī)。參賽者出現(xiàn)犯規(guī)行為則取消本輪比賽成績。得分=選擇起飛點米數(shù)X成功圈數(shù)4、成績參賽隊成績?yōu)?名參賽者依上述比賽所得到的比賽分數(shù)相加之和。參賽隊成績將根據(jù)全部參賽隊成績進行排序。注：該項目不進行現(xiàn)場制作，只提供分組調(diào)試場地。飛越銀谷一一紙飛機穿越比賽項目一、項目描述抗日戰(zhàn)爭時期，由于受技術(shù)條件限制，飛機的最大飛行高度還沒有喜馬拉雅 山峰的海拔高，但一條飛越喜馬拉雅山的航線為抗日戰(zhàn)爭的中國運送著寶貴的 物資。這是抗日戰(zhàn)爭后期，中國對外聯(lián)系的唯一空中通道。在這條航線上壯烈犧 牲的飛行員超過了千人，墜毀的飛機在陽光的照耀下閃爍著耀眼的光芒，因此這 條山谷又被稱為“銀谷”或“鋁谷”。這些都不能阻擋世界反法西斯人民的斗志， 最終這條被稱為駝峰的航線為中國抗日戰(zhàn)爭的勝利提供了重要的戰(zhàn)略保障。飛越銀谷，跨越未來。在銘記歷史的同時，我們將更加珍愛和平而美好的現(xiàn) 在。飛越銀谷就是根據(jù)抗日戰(zhàn)爭時期的駝峰航