3.7 设计和制作“过山车” 提优练习（含答案）

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教科版三年级上册科学提优训练
3.7设计和制作“过山车”
怎样才能打造出令人心跳加速的过山车轨道？让我们运用科学知识，设计并亲手制作属于自己的“过山车”。
科学观念提优
1.设计“过山车”时，要先根据材料和实际场地，绘制“过山车”的_____________，再制作。
2.“过山车”轨道的长度可以用_____________来测量。
3.设计“过山车”时，轨道要有_____________轨道和_____________轨道，以使小球能够顺利通过。
4.我们设计的“过山车”轨道应包含_____________、_____________、_____________等不同的线路。
5.在制作“过山车”时，我们可以用_____________材料来搭建轨道。
6.设计“过山车”时，下列做法中，正确的是（ ）。
A.只设计直线轨道
B.轨道坡度全部设置为一样的
C.设计既有直线又有曲线的轨道
7.下列关于“过山车”设计的说法中，错误的是（ ）。
A.要考虑小球的运动情况
B.轨道的高度要统一
C.要考虑材料的选择
8.为了让小球在“过山车”轨道上运动得更稳定，我们可以（ ）。
A.把轨道设计得很陡
B.增加轨道的重量
C.让轨道连接更紧密
实践探究提优
9.科学课上，老师带领同学们进行了“设计和制作‘过山车’”科学创新实践主题活动。
（1）俊希所在的科学小组对于“过山车”的轨道设计产生了争议。设计“过山车”轨道时，需要满足的条件有（ ）。
①要有直线轨道和曲线轨道
②轨道的坡度要有变化
③小球能滚完全部轨道，不能脱轨
A.①②
B.①②
C.①②③
（2）为了加快小球在轨道上的运动速度，下列改进方案中有效的是（ ）。
A.增大轨道坡度
B.添加急转弯
C.延长水平轨道
（3）俊希按照小组的设计图组装轨道时，发现轨道总是倾倒，不能使轨道稳固，你有什么比较好的办法吗？
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科学思维提优
10.过山车也叫云霄飞车，是游乐园和主题乐园常见的机动游乐设施。最早可追溯到15世纪俄罗斯的冰滑梯。1884年，美国发明家拉马库斯·阿德纳·汤普森在纽约康尼岛建造了“之”字型轨道的游乐设施，这是现代意义上过山车的开端。
“过山车”设计要求：①轨道的总长应在2米以上。②要有直线轨道和曲线轨道。③轨道的坡度要有变化。④小球能滚完全部轨道，不能脱轨。⑤整座“过山车”要稳固。
俊希和兴趣小组的同学按要求（如上图所示），设计、制作“过山车”，并完成了测试。请根据搭建过程回答下列问题。
（1）要制作一个符合要求的“过山车”，一般第一步是完成_______________。
（2）为了让小球运动得快、运动得远，小球的起点往往设在“过山车”的（ ）。
A.最低处
B.中间处
C.最高处
（3）小球在“过山车”上运动时，下列对小球的运动情况描述不正确的是（ ）。
A.小球的运动速度始终不变
B.小球的运动形式是滚动
C.小球经历了直线运动和曲线运动
（4）若想让“过山车”上的小球在中途减慢速度，那么下列关于“过山车”轨道的设计比较合理的是（ ）。
A.坡度变大
B.坡度变小
C.坡度大且有急转弯
（5）同一个小球在两个不同“过山车”轨道上都运动2米，在甲轨道上需要10秒，在乙轨道上需要12秒。则小球在_______________轨道上运动更快一些。
参考答案
1.设计图[解析]设计“过山车”前，要先规划整体布局、轨道走向等，通过绘制设计图来呈现，之后再依据设计图制作。
2.软尺（细绳） [解析]“过山车”轨道一般是弯曲的，软尺可直接贴合轨道测量长度；也可以用细绳贴合轨道，再用刻度尺测量细绳长度来间接得到轨道长度。
3.直线曲线[解析]设计“过山车”轨道时，需要有直线轨道让小球做直线运动，也要有曲线轨道增加趣味性和运动复杂性。
4.直线曲线坡度变化（答案不唯一，合理即可）[解析]“过山车”轨道应包含直线轨道让小球直线运动，曲线轨道改变运动方向，以及坡度变化线路（上坡、下坡）来改变小球速度等，展现多样性。
5.卡纸、吸管等（答案不唯一，合理即可）[解析]在制作“过山车”时，卡纸可剪裁、弯折成轨道形状；吸管可连接起来作为轨道，同时还有很多其他材料都可用于搭建轨道。
6. C [解析]A选项只设计直线轨道，过于单调，不能体现“过山车”特点；B选项轨道坡度全部一样，小球运动会缺乏速度变化等趣味性；C选项设计既有直线又有曲线的轨道，能让小球运动更丰富，符合“过山车”设计要求，所以选C。
7. B [解析]A选项，设计“过山车”要考虑小球运动情况，如速度、能否顺利通过等；B选项，轨道高度统一会使小球运动缺乏变化，不符合设计要求，该说法错误；C选项，要考虑材料选择，如材料的硬度、光滑度等影响小球运动的因素，所以选B。
8. C [解析]A选项把轨道设置得很陡，小球速度过快，易脱离轨道，运动不稳定；B选项增加轨道重量与小球运动稳定性关系不大；C选项让轨道连接更紧密，可防止小球在运动过程中因轨道缝隙等因素受到干扰，使运动更稳定，所以选C。
9. (1)C [解析] ①“过山车”轨道要有直线轨道和曲线轨道，这样能让小球的运动有不同形式，增加趣味性和运动的复杂性。②轨道的坡度要有变化，可使小球的速度发生改变，体现出“过山车”的运动特点。③小球能滚完全部轨道，不能脱轨，这是保证“过山车”可以正常运行的基本要求。所以①②③都需要，选C。
(2)A
（3）可以使用更多的支撑材料，如用较硬的卡纸或木块等制作支架，在轨道底部和连接处进行加固；也可以用胶水、胶带等将轨道与支撑物牢固粘贴；还可以调整轨道结构，使重心更稳定，例如降低轨道高度、调整弯道角度等。
10.（1）设计图[解析] 制作“过山车”时，首先要根据设计要求规划整体布局、轨道走向等，通过绘制设计图来呈现，后续制作依据设计图进行，所以第一步是完成设计图。
（2）C [解析]小球在高处具有较大重力势能，在“过山车”最高点释放，重力势能转化为动能，能让小球获得较大速度，从而运动得快、运动得远，所以小球起点往往设在“过山车”的最高处，选C。
（3）A [解析]A选项，小球在“过山车”轨道上运动时，遇到上坡速度会减小，遇到下坡速度会增大，速度不是始终不变的，该说法错误。B选项，小球在轨道上是滚动前进的，运动形式是滚动，该说法正确。C选项，“过山车”有直线轨道和曲线轨道，小球会经历直线运动和曲线运动，该说法正确。所以选A。
（4）C [解析]A选项，坡度变大，小球重力沿斜面分力增大，会加快运动速度； B选项，坡度变小，小球重力沿斜面分力减小，运动加速度减小，但速度还在变快；C选项，坡度大且弯曲，小球在坡度大的地方会加速，但在急转弯处速度会减小。所以选C。
（5）甲[解析]相同距离（都是2米），根据速度=路程÷时间，甲轨道用时10秒，乙轨道用时12秒，甲轨道用时短，所以小球在甲轨道上运动速度更快。
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