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2013全国表年科普创新实验大赛

SOLVE FOR TOMORROW 探知未来

一、主题及命题

主题 命题范例 命题说明 复赛及决赛评判标准
健康 安全保护 利用指定材料,设计并制作一个框架结构。 以承载重量作为评判标准
说明:高中组只能选“安全保护”命题,大学组可任选3个比赛命题中的一个。

二、安全保护科普实验比赛规则

1、实验背景

地震往往造成严重的人员伤亡,很大程度上与建筑结构设计不合理导致建筑物大面积倒塌有极大关系。设置安全保护科普实验比赛项目,正是为了激发广大学生对这种现象进行深入思考和探索,并通过实践验证自己的想法。

2、任务

承载及安全保护科普实验比赛分为初赛、复赛、决赛三个阶段。初赛是设计、制作纸质承重结构,参赛团队自主进行;复赛是在组委会指定地点、利用统一提供的桐木和胶水设计、制作承重结构,测试结构承重能力;决赛是在复赛的基础上,考查结构在遭到横向冲击力作用后的稳定性。

3、初赛:纸的力量(下载:初赛作品模板

a)任务

用A4打印纸和胶水设计、制作一个结构,让这个结构支撑尽可能多的重物。

b) 限制条件

i.制作结构所用的纸张为80g的A4打印纸,数量5张。

ii.可自选任何品牌的胶水作辅助粘接。

iii.结构的高度不小于150 mm,正负误差为2 mm。

iv.承重物为可直观目测质量的重物,如:有质量标识的哑铃、水桶、铁饼等。

v.不得在结构内部填充任何其他物质以强化结构的承重能力。

vi.不允许用任何方法强化纸张的拉伸强度,如刷漆、用胶水反复涂抹纸张等。

vii.加载到结构上的重物必须保持10秒钟才能确定其总质量。

c) 初赛说明

i.初赛由各校参赛团队自行开展,结构形状不做限制。参赛团队制作的纸结构应当保存,以备晋级复赛后供评审团复核。

ii.参赛团队在制作纸结构及进行承重测试的过程中,应对制作、实验过程进行拍照。

iii.承重测试实验结束后,参赛团队将填写完毕的实验参数表、图片3张(含原材料图片1张、结构成品实物照1张、承重测试实验图片1张)附在PPT中提交到大赛指定官方网站,供专家评审团评选。

iv.实验参数表见《初赛作品模板》(预期)实验成绩页面(下载地址见上),实验参数表所需填写内容见模板中表格。

v.参赛团队应遵循诚实守信原则,保证所提交内容均来自实验本身,保证数据、图片真实。

d)评选标准

根据结构承载质量大小进行评选。

4、复赛:超级结构

a) 任务

用组委会统一提供的桐木和胶水设计、制作一个结构,这个结构要承受尽量大的质量。

组委会统一提供的套材包括:桐木条(桐木截面为3×3mm)、胶水(502和406)、美工刀、锉、刻度尺、铅笔、草稿纸。

每个进入复赛的参赛团队可以获得2套套材,1套用于赛前实验,1套用于正式比赛。

b)规则

i.只能使用胶水粘接结构。结构不能油漆,不能使用其他技术手段进行加固,不得仅仅为了达到规定高度而增添延伸木条(这些木条不用于承重)。

ii.结构整体高度不得低于200mm,质量不得超过20g。

iii.结构内部必须有一个可以让一根直径为80mm的圆柱顺利通过的空间,空间形状不限。

c)制作

i.各参赛队必须按照组委会的要求在规定的时间内(2小时)进行现场制作。

ii.制作时与比赛无关的人员(包括领队、辅导教师)不得进入赛场。

iii. 制作完成后经由裁判员检测合格后装入自备的保管箱内,加贴封签后由组委会保管。

d)比赛

i.按抽签顺序进行比赛。

ii.准备时间2分钟,比赛时间10分钟。

iii.比赛时,参赛队方可领取结构,领取后不得离开赛场,直接进行比赛。不合格的结构只允许现场修正,但不得超出准备时间。

iv. 参赛队统一使用由赛场提供的砝码和测试装置。测试装置示意图如下。测试装置上置有安全杆和延伸杆以配合测试装置对承载量进行测试。

v. 参赛队必须每次把一个砝码放在结构上,第一个砝码是由赛场提供的承压板(质量统一),然后依次将砝码放置到承压板上。砝码是运动员用的杠铃片(有2.5kg、5kg、10 kg、20 kg)。对放置砝码的速度和顺序不作限制。

vi. 参赛队在放置10 kg以上砝码时,可以由一名指导教师协助,但必须至少有一名队员同时放置。

vii. 队员放置砝码的速度没有限制,但每个砝码必须保持10秒钟,成绩才有效。

viii.如果队员需要,可以把延伸杆加到安全杆(如图所示)上。

ix.当下列情况出现时,放置砝码的活动结束:

(1)结构损坏(如果承压板碰到任何一个边角的支撑体,可认为已损坏)。

(2)最后一个砝码加上后超出了安全杆(包括延伸杆)。

(3)比赛时间已到。

(4)因为结构变形导致砝码和安全杆接触。

x.比赛过程中,由一名队员进行题意解说。

xi.队员在完成任务后,要把场地打扫干净,把损坏的结构交给裁判。

e) 成绩

结构承重的最高质量为最终成绩,承重相同的队以结构质量轻的名次在前。

5、决赛安全保护科普实验决赛内容与评判细则

a) 决赛任务

用组委会统一提供的桐木、胶水等套材设计、制作一个结构,考查结构在承载指定质量前提下,遭到外力冲击作用后的稳定性(见示意图)。

示意图

b)限制条件

i.组委会统一提供的套材包括:桐木条(截面为3×3mm)、胶水(502和406)、美工刀、锉、刻度尺、铅笔、草稿纸。进入决赛的团队在赛前可以获得一套套材进行制作及实验测试。

ii.只能使用胶水粘接结构。结构不能油漆,不能使用其他技术手段进行加固,不得仅仅为了达到规定高度而增添延伸木条(这些木条不用于承重)。

iii.结构整体高度不得低于200mm,质量不得超过20g。

iv.结构内部必须有一个可以让一根直径为80mm的圆柱顺利通过的空间,空间形状不限。

c)制作

i.各参赛团队必须按照组委会的要求在规定的时间内(2小时)进行现场制作。

ii.制作时与比赛无关的人员(包括领队、指导教师)不得进入赛场。

iii. 制作完成后经由裁判员检测合格后装入自备的保管箱内,加贴封签后由组委会保管。

d)比赛

i.按抽签顺序进行比赛。

ii.赛前准备和在小车上放置结构的时间总共不能超过5分钟,撞击实验比赛时间为10分钟。

iii.比赛时,参赛队方可领取结构,领取后不得离开赛场,直接进行比赛。不合格的结构只允许现场修正,但不得超出准备时间。

iv. 撞击实验在组委会提供的一套撞击装置上进行,该装置包括一个倾斜度为30度的滑道、一辆可滑动的小车(见示意图)。撞击物是质量分别为2kg、3kg、4kg、5kg、6kg的实心铅球。

v. 撞击实验按铅球质量由低到高的顺序依次进行。

vi. 首先将结构放在小车上,让小车与撞击装置的滑道口接触,然后在结构上加载质量为40kg的杠铃片。

vii. 准备就绪后,将放在撞击装置顶端的铅球沿管道自由滚落撞击小车。

viii.每次撞击实验,须小车结束滑行静止后结构未坍塌、承重板未与支撑架接触,成绩才有效。

e) 评判标准

i.以有效撞击小车的铅球质量之和排名,铅球质量总和越大,成绩排名越靠前。

ii.铅球质量之和相同时,结构自重轻的排名靠前。

本次大赛最终解释权归大赛组委会所有 详细规则请参照《安全保护科普实验决赛内容与评判细则》