核心概念
物理学
动能
势能
能量守恒
牛顿运动定律
导言
把一堆垃圾变成玩具车，并观察它行驶！在这个活动中，你将学习一些物理概念，并使用回收材料来制作一个由气球驱动的玩具车。你甚至可以找一个朋友，制作两辆车，然后比赛。谁的车跑得最快？
背景知识
乍一看可能不觉得，但一个简单的气球车却蕴含着丰富的物理和工程概念！当你给气球充气时，它以拉伸的橡胶和内部压缩空气的形式储存了势能。当你释放气球时，这种能量会转化为动能——运动的能量——当气球在房间里飞驰时。部分能量也会因摩擦而转化为热能。根据能量守恒定律，能量的总量是守恒的。能量永远不会“消失”——它只是转化为另一种形式。
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思考气球运动的另一种方式是使用牛顿第三运动定律：每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。当你给气球充气然后释放喷嘴时，橡胶收缩并将空气推出喷嘴。这意味着必须有一个相等且相反的反作用力——空气反过来推橡胶，推动气球前进。这个原理被用在真正的火箭和喷气机中，它们从发动机后部喷射出高速气流，从而推动车辆前进。在这个项目中，你将利用这个原理来制作一个玩具车，它由气球在放气时逃逸的气流推动前进。
这辆车还包含一个简单的机械装置：轮轴。这项发明已经存在很久了，我们已经习以为常了——我们很多人每天都乘坐轮式车辆。然而，你会发现，让你的轮轴顺利旋转是让你的气球车工作的关键部分！
材料
塑料瓶
四个塑料瓶盖
木制烤肉串签
两根吸管
气球
胶带
剪刀或锋利的刀（请成人使用或监督你使用此工具。）
一位成人帮手
准备工作
将其中一根吸管切成两半。
将吸管的两段都粘在水瓶的一侧。
将木制烤肉串签切成两半，并将每段穿过其中一根吸管。这些将构成你的轮轴。（请成人帮忙。）
请成人帮忙使用剪刀在每个塑料瓶盖的中心直接戳一个“+”形孔。
将每个瓶盖按在木制烤肉串签的末端。这些将构成你的轮子。
步骤
将你的车放在平坦的表面上，并轻轻推一下。确保汽车滚动顺畅，并在停止前滑行一会儿。如果你的车卡住或滚动不顺畅，请确保：你的轮轴彼此平行；每个瓶盖上的孔居中；并且吸管牢固地粘在水瓶上并且不摇晃。如果胶带不够用，你可以添加一些胶水。
用胶带将气球的颈部缠绕在另一根吸管的一端。将胶带缠紧，使连接处气密。
在水瓶顶部切一个小孔，刚好足以将吸管穿过。
将吸管的自由端穿过孔并从瓶口伸出。
使用胶带将吸管固定在瓶子上。
通过吸管吹气给气球充气，然后用手指堵住吸管尖端以困住空气。你认为当你把车放下并松开手指时会发生什么？
将汽车放在平坦的表面上并松开你的手指。发生了什么？
看看你可以做哪些调整来使汽车走得更远。
如果你给气球充更多气会发生什么？
如果你调整吸管的指向会发生什么？当吸管直接向后指时效果最好吗？
额外： 有许多不同的方法来制造气球车。把它变成一个工程设计项目，尝试用不同的材料来制作你的车。例如：如果你用纸板箱代替塑料瓶作为车身会发生什么？如果你使用不同直径的吸管会发生什么？轮子和轮轴使用不同的材料呢？找一些朋友，尝试制造不同的汽车并互相比赛。什么材料效果最好？
观察和结果
当你给气球充气并放开它时，它会在房间里随意飞驰。然而，当你把气球粘在吸管上并将其连接到车身上时，你可以控制逃逸空气的方向。当吸管的末端向后指时，空气会推动你的汽车向前，正如牛顿第三运动定律所描述的那样。如果吸管直接向后指而不是向下或侧向指，你的设计将是最有效的。你给气球充的气越多，它储存的势能就越多，根据能量守恒定律，这些势能反过来会转化为更多的动能——所以汽车会跑得更快。
你可能会发现你的汽车第一次尝试时并不完美，特别是如果它的轮轴不平行或轮子摇晃。过多的摩擦会导致轮子卡住，气球将没有足够的动力推动汽车前进。测试你的汽车，确保轮子自由旋转，当你轻轻一推时，汽车可以轻松滚动。如果不是，你可能需要对你的设计进行一些调整。你还应该确保气球在与吸管连接的胶带处没有漏气，如果有必要，请重新缠紧胶带。
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