【第三届IC申报书展 控制类——登峰造极（机械小车）】郑州市第三十四中学

挑战题目

控制类——登峰造极(机械小车)

中文队名

烈焰队

英文队名

Lie-Yan Team

组别

初中组

辅导教师

刘皓、张哲斐

参赛选手

勾致晴、何雨航、王萱、陈琳、余博源、闫博、汤宏浩

设计时间

开始时间：2015年11月2日     完成时间：2015年12月16日

设计过程

问题缘起

我们来自郑州，这个城市，曾经是闻名中国的绿城。可如今——城市中的污染越来越严重。随着国家经济的发展，社会的进步，人们的生活也越来越好，大街上的汽车也越来越多。随之而来的，是绿城的蓝天不再，灰霾铺天盖地。

连续几天，郑州空气都是高污染。现几天，郑州市空气质量指数在176~238之间，其中11月27日、28日为重度污染，29日为中度污染。如今郑州的空气质量仅次于北京，已经不能再说是居住生活的好地方，绿城之名也名不副实了。

班上的同学也无精打采，我们感到非常难过，想起曾经的碧海蓝天，再看如今的阴霾蔽日，我们在心里打了一个大大的问号：绿城，是怎么了？

雾霾会诱发呼吸道疾病，引发心脑血管疾病，引发各种细菌性疾病，患癌症的风险增高，使人心情压抑烦躁，还易发生交通事故。

因此我们想制造一种无污染、低碳，节能的小车，让我们生活的环境更加美好，让绿城的风采依旧。

设计方案

一、设计要求

设计一种小车，驱动器行走的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换来的。给定重力势能为4焦耳。

二、设计思路

1.根据能量守恒定律，让给定的重力势能尽量减少损耗，多转化为小车机械能。

2.利用定滑轮转换力的方向，并且利用大滑轮增加滑动距离，以使小车滑动距离更远。

3.体现大赛的主题——无碳，环保，变废为宝。

三、相关介绍

1.小车底部使用三木结构，加高小车车身，固定小车车轮。

2.利用三角形具有稳定性的原理，稳定了小车的长杆。

3.根据Ff=μFN公式，因为赛道一定，所以粗糙程度一定，所以我们尽量减小小车的重力，使用轻质材料，以减小摩擦，使小车滑动的更远。

设计原则

1、以环保为主，尽可能多地使用废旧材料，比如绳子是用剩下的风筝线 。

2、设计时多用到自己学过的知识，学以致用，比如用滑轮改变力的方向，用胶带减少轮子的摩擦力使用的创新方法。

3、每个人发挥自己的聪明才智，给团队更多的灵感和动力，默契合作，思想交锋，总结反思，让小车更加的perfect。

主要创新方法

1、理想模型法：

先想出来一个理想中的小车模型，并且绘制出来最接近的设计图，然后小组成员共同制造出来一个小车模型，根据模型来修改小车的不足。

2、头脑风暴法：

在确定目标之后，我们一起讨论交流，交换想法，最终得出改进方法——将轮子的直径增大以增大小车的滑动距离，并尽量使小车重心落在小车中心。

3、等效替代法：

我们没有大赛时专门使用的轨道，所以我们自己制作，采购，尽可能的贴近大赛现场，以更清晰测试出小车的性能，便于改进。

作品的创新点：

1、采用只使用一个动力轮，使滑轮更佳稳定，不易脱落，也减少两个轮子滚动路程不一而导致的走偏。  

2、使用正方形的底板，防止小车从中间折断。

3、通过简单、直接的方法，且没有任何能源如电、油等消耗让小车行驶。

4、运用轮轴等物理规律，同时也在轮子上缠上透明胶带以降低摩擦。

5、三角分布的车轮使车子不易倾斜，中间的大轮子使车子中心固定，行驶平稳。

创意故事概要

丑小鸭的故事

郑州市第三十四中学 烈焰队

草丛中，鸭妈妈发现了一颗奇怪的蛋。这颗蛋五彩斑斓，散发着莹莹光泽。

“这是什么蛋呢？这么被放在这里，真的好可怜啊。我还是把它带回去吧！”鸭妈妈在心里想。

鸭妈妈把这颗奇怪的蛋放在了鸭蛋里一起孵化。

阳光明媚的日子里，其他的小鸭子都破壳而出，唯独这颗蛋毫无动静。

“它是我们还没有醒的兄弟吗？”“是呀，我们都已经醒了，它还是那样……”“恩恩，一定是这样…”小鸭子们窃窃私语。

终于有一天，这颗奇怪的蛋有了些许动静，一直类似于鸭子却又不太像的生物从蛋里出来了。

“天哪，它好丑！它是我们的兄弟吗？真是一只丑小鸭！”鸭兄弟说。

“就是，丑小鸭！”另一只鸭子也是一脸嫌弃的说道。

“你，你们怎么这样…呜呜……”丑小鸭十分伤心的哭了出来，可却没有人理会它。随之日子一天一天的过去，丑小鸭被许多鸭子知道，越来越多的鸭子都想看这个奇怪的鸭子，每天都有许多鸭子来看它，嘲笑它，丑小鸭不想再过这样的生活，它站在鸭圈前坚定的说“天下之大，必有我留身之处……”于是，头也不回的向那条没有尽头的小路走去……

不知走了几天，丑小鸭终于看见了那不属于乡村的低矮小屋，而是那它从未见过高楼大厦。

丑小鸭被眼前的景色惊呆了，漫天的尘埃，无数高楼耸立，随处可见的垃圾。丑小鸭萌生了退意，一想起鸭圈边的嘲讽，它又坚定了信念：“既然我已决定，又怎能回去呢。我要继续向前走！去寻找属于我的生活。”

丑小鸭随着来来往往的人群，漫无目的走着，丑小鸭很迷茫，突然一片垃圾扔到了头上，“啊！你，怎么能乱扔垃圾呢？”那人似乎没有想到会有人来指责他，斜睨了一下丑小鸭，不屑的说道:“哪里来的鸭子，这么丑！我扔垃圾怎么了？我要是不乱扔垃圾，环卫工人就是没有工作，大批人口就会失业，国家将会陷入危机，世界经济将会造成混乱，引发世界大战！地球将毁于一旦，只要人人都能随手丢一片纸，世界将会变成美好的人间！哈哈。说罢便嚣张离开。

丑小鸭十分委屈，看着他离开背影，默默的继续往前走。

“滴滴，pong，pong，滴滴，pong ，pong……”

一辆喷着黑气小车，摇摇晃晃的停在了丑小鸭身后，只见司机从车窗伸出头，“诶，那只鸭子！please让让！”丑小鸭被浓郁的黑气呛了一下:“咳咳咳咳，你的尾气都不达标，你应该去换掉这辆黄标车！”只见司机自认为潇洒的抬头“世界这么大，天空这么广，会在意我这一点小小的尾气吗？你奈我何？哈哈。”

丑小鸭被汽车黑色的尾气所笼罩，它更加迷茫了，它不知道自己可以在这个城市哪里有一个家。

在城市的生活里，它看到许多的人丝毫不在意的破坏环境，它感到心里有什么东西想要挣脱出来，不知是哪一天，它惶然的发现自己的羽毛根部竟变成了黑色。

冬天到了，瑟瑟的寒风在步行街上呼呼地刮过，吹起了地上的落叶，各家的窗户紧紧实实地关着，路上行人越来越少。丑小鸭躲在一个墙角瑟瑟发抖。在墙外呼啸的寒风中，终于沉沉睡去。墙外依旧是雪花纷纷扬扬的从天上飘落。

没有人知道，丑小鸭在进行着怎样的变化。

    第二年春天 ，丑小鸭苏醒了。展开翅膀，它发现自己的羽毛变成了黑色。与此同时，地动山摇，狂风大作，昏天黑地，天上下起了黑色的酸雨。

    人们急急忙忙从房间里跑出来，跑到马路上，都万分惊恐，互相的问到“这，是怎么一回事？世界末日了吗！”他们突然看到一只黑色的天鹅。

优雅美丽的黑天鹅。

黑天鹅已经明白，自己本不是丑小鸭。

原来，这只“鸭子”是女娲补天剩下的一块石头，它化作天鹅，长大之后羽毛的颜色取决于环境的优劣。当它的黑羽现世，就是自然崩溃之时……

人们意识到自己的行为不妥当，都急急忙忙的向它说：“这这，天哪，我，我们再不会这样了！快让我们的地球变回来啊！”“是呀，我好不容易才买了房子……”“……我的兰博基尼，我的钱呀……”

它悲伤的说：“过去，这里草长莺飞，百花争春，如今，这里乌烟瘴气，死气沉沉；过去，这里水源清澈，沉鳞竞跃，如今，这里浊浪翻滚，鱼虾绝迹；过去，这里碧空如洗，风轻云净，如今，这里灰霾蔽日，滓秽太清。

每当你们乱扔垃圾时，地球爹爹身上都会添一道伤；你们排放尾气，让它患上了气管炎；你们过度的开采资源，排放温室气体，让它高烧不退，神智不清；你们随意处理垃圾，让它重金属中毒，血液变得腐臭……你们知道它的痛苦吗？你们知道他是在用着怎样的心爱你们吗？你们是怎么回报它的？”

人们面面相觑，惭愧低头：“是我们对不起自然，我们只想到了自己，却无视了地球的感受。请再给我们一次机会，我们一定会诚信悔改，保护地球，爱护地球。”

它看着面前人们诚心悔改的目光，微微笑了，说道“我将用我的生命来换回碧海蓝天，请不要让我们的地球再次面临毁灭了。”

  一阵白烟飘过，它的身影消散在人们眼前，人们潸然泪下。

  天的尽头，投射出一缕耀眼的白光……

【作者姓名】：勾致晴、王萱、陈琳

【辅导教师】：刘皓、张哲斐

设计草图

诚信宣言：

我承诺以上材料属实。团队代表电子签字：勾致晴