关键概念
物理学
角度
能量
摩擦力
引言
你玩过迷你高尔夫吗？ 它可能看起来只是一款有趣的游戏，但背后却有很多科学原理！ 在这项有趣的科学活动中，了解滚动的、弹跳的迷你高尔夫球背后的物理学——并设计你自己的迷你高尔夫球场。
背景
在大多数迷你高尔夫球场中，从你开始击球的位置到球洞之间没有直接路径。 你通常需要将球绕过、越过或穿过一个或多个障碍物。 你的目标是以尽可能少的击球次数将球击入球洞——当所有东西都挡在路上时，这可能会很困难。 实现这一目标的一种方法是将球从墙壁或其他障碍物上弹开。 通过仔细规划球的路径，你甚至可以一杆进洞！
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如果你仔细观察球撞击墙壁，你可能会注意到球撞击墙壁的角度（称为入射角）几乎与球从墙壁弹回的角度（称为反射角）相同。 由于球的旋转，可能会有轻微的变化，但是如果你以某个角度将球从墙壁上弹开，它应该以大致相同的角度反弹。 这使你可以绕过障碍物击球。 你还会注意到，最终你的球会减速并停止。 球滚动时的动能由于与地面的摩擦而逐渐转化为热能。
现在你对迷你高尔夫背后的物理学原理有了更多了解，你就可以准备好设计自己的球洞了——包括有趣的障碍物！
材料
纸
剪刀
铅笔
尺子
胶带
大桌子或柜台
小橡胶弹力球
各种坚固、小而重的家用物品，例如食品罐头、金属订书机、一卷胶带等。 物体应该足够重，以便球可以从它们身上弹开而不会移动它们。
较大的球，例如网球（可选）
较大的坚固物体（可选）
准备工作
从纸上剪下两个圆圈。 将一个标记为“开始”，另一个标记为“结束”。 你制作的“结束”圆圈越小，游戏就越难。
步骤
在开始建造之前，先画出几个不同的迷你高尔夫球洞设计草图。 画出开始位置、结束位置以及你想要放置在它们之间的任何障碍物。 尝试至少包括一个阻挡从开始到结束的直接路径的障碍物。
使用你在背景部分学到的关于入射角和反射角的知识，通过将球从障碍物或墙壁上弹开，在你的设计中仍然有可能一杆进洞吗？ 使用尺子绘制一系列直线，表示球从开始到结束的路径。 球必须弹跳多少次才能到达终点位置？
现在，通过组装障碍物和开始/结束圆圈来建造你的一个迷你高尔夫球洞，并尝试一下！ 将球放在开始圆圈上，然后滚动它或用手指轻弹它。 你能通过沿着你在纸上绘制的路径一杆进洞吗？
如果你没有一杆进洞，请继续滚动球，直到你将其滚到“结束”位置。 然后回到起点并再次尝试。 如果你不断练习，你能一杆进洞吗？ 实际路径与你预测的路径有多接近？
对你的其他一些设计重复此过程。 其中一些是否比其他更容易？
额外内容：找几个朋友一起玩，并记录得分！
额外内容：在地板上用网球或较大的橡胶球尝试更大版本的游戏。 使用更重的物体，例如坚固的家具或装满玩具的塑料箱作为你的障碍物和墙壁。
额外内容：不要用手滚动球，而是制作你自己的高尔夫球杆。 请参阅下面“更多探索”部分中的链接以获取说明。
观察和结果
你可能已经发现，一杆进洞比看起来更难。 在纸上，绘制一些形状，然后绘制一条线来表示球从开始到结束的路径可能很容易。 但在实践中，你必须担心摩擦力和旋转球。 你的球不会完美地从障碍物上反弹——它会稍微减速，并且它的旋转会改变，从而改变其方向。 如果你尝试设计一个非常复杂的球洞，需要多次弹跳才能一杆从开始到结束，那么这在现实生活中可能会被证明非常具有挑战性！ 然而，通过练习，你可能会在一个只需要一两次弹跳的球洞中一杆进洞。 真正的高尔夫球场设计师必须考虑到这些相同的原则。 他们不希望球场设计太容易——如果一杆进洞总是发生，那就不会那么令人兴奋了。 相反，他们也不希望游戏对玩家来说太难和令人沮丧，否则就不好玩了。
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