请教各位物理学家，斜坡无动力小车，怎么样才能跑更远

[goodryb]

小学生的科技节作业，要求是不能始于套件，手工制作，不添加额外的重量，有什么好的制作建议

具体要求看下面的图片，imgur 图床

[czwstc]

惯性小车，质量越大，惯性越大。
把一罐可乐冰起来，直接从坡上滚落应该就很不错了。

[SDYY]

一个圆环，中间放个陀螺仪？

[zqqian]

增加车重量，这样相同高度下就会有更多的重力势能
轮轴用更光滑的材料，减低轮子的阻力
外形做成流线型的，就宣称可以减轻空气阻力

[czwstc]

继续推荐冷冻可乐
1.没有买任何小车套件
2.易拉罐尺寸需求完美满足
3.没有额外添加重力。
4.非常环保，比赛结束里面的饮料能喝，易拉罐可以踩扁。

如果没有冰冻的条件，可以易拉罐先喝掉，瓶子里面灌胶。

这种比赛大概初中的时候参加过无数回。拿过上海前三（其实也没啥人参加这种无聊的比赛）

手工做小车，轴承的故障率太高了

[cht]

如果是广义的、不限定小车的形状的话，我猜应该是一个 D=220mm w=150mm 的纯铅杠铃片跑的最远 🤔
跑得远需要最大初始势能（密度）、最小滑动摩擦力（轮轴）、最小风阻（迎风面积）、且不能打滑
第一想法就是实心圆柱体

[TimePPT]

增加动态配重，出坡后立马脱钩。

[NDHT]

一些思路供参考：
1.没有重量限制，重力势能可以转化为动能，动能克服摩擦阻力做工。不考虑摩擦阻力的情况下越重越远。尽可能让限制体积充满高密度物质。
2.尽量减少摩擦阻力，如使用轮子结构减少解除面积，使用尽可能好的轴承。
3.小车高度 30cm 还算比较高，如果质量不能占满车体积的话，不知道能否考虑这里动脑筋，将质量尽可能置于高点，通过机械结构在下落过程中降落到低点来释放重力势能推动小车。
4.因为速度不高，且车体体积有限制，空气阻力很小可忽略，可不用考虑流线型结构。

[lloovve]

可乐能叫车么？

[Charon2050]

拿个哑铃带学校去得了。比可乐更像车轮，还更重

[mayli]

"参赛选手自行设计"
这玩意默认是可以忽略吗？

[yianing]

铁球能算小车吗？滚的肯定很远

[aitianci]

@cht #5 我建议用纯金杠铃片，跑的更远

[pinocc012]

轮子要硬，轴承要好，最后就是减小风阻

[Cu635]

让孩子自己去想，家长代替的后果就是首先是孩子脑子得不到锻炼长大了变傻，然后就是你们一定会在以后的日子里反反复复说“我们对你都好，我们养你不容易”这类话，孩子心理也跟着完蛋。

[JensenQian]

小学二年级啊，这不应该小学生来做吗，大人做的话感觉有点找外援了
先坐下受力分析
[img][/img]
牛顿第一第二定律（网上复制来的）
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，是物体本身的固有属性。质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量越大，其运动状态越难改变，惯性越大；质量越小，其运动状态越容易改变，惯性越小。
物体的加速度与其所受的净外力成正比，并且与物体的质量成反比
F=ma

原理说完了，就这么几个
减少摩擦力，轮胎还有这个平面
斜面角度你也没法变，这固定长度的
空气阻力的话，流线型
增加质量的话放点什么玩意

刚 b 站找了下，这个玩意好像不错啊
https://www.bilibili.com/video/av778250933/

[Jiceburger]

整点干冰试试？ https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.103.023002

[NoOneNoBody]

大人做这题，估计要先考虑斜坡的材质，如果是粗毛布的话……

[mayli]

我的话，直接弄个 2 踢脚完事

[loopinfor]

@Cu635 小学二年级没人带自己去想是想不清楚的，因为可以控制的变量很多，能利用手头条件进行控制因素对比实验的难度比较大。

[Hyschtaxjh]

加点花生油

[Jacquesx]

使用重力那就利用重力充当动力 参考伦敦大本钟 使用重力作为发条


[Jacquesx]

https://zhizuo.quwj.com/2019/02/25/1045.html 照着这个改进一下

[Jacquesx]

或者做成滴水动力自走车 水的重力充当动力


https://www.taobao.com/list/item/665188144159.htm

[shouh]

加个皮筋可以吗?

[ovtfkw]

终点放个超大磁铁，小车用废铁制

[ViolaH]

问了下 o1 ，可以参考看看，o1 不是说还挺擅长思考的么
https://chatgpt.com/share/66e80814-a7f4-800f-8cf7-bd69b9435ee6

[NSAgold]

轮胎与地面接触面积尽可能小，降低摩擦力

[moudy]

轮轴传动效率是关键。楼上说的可乐罐，哑铃片，铅球都是基于重力传动效率 100%出发的。

剩下的才是滚动阻力，空气阻力等因素。

至于重力，不限重的话，弄块砖头做车身。
再有需要，可以考虑变形式车身，下坡时车身变形，重心放低，换取额外的重力势能。

[ffgrinder]

看题目感觉大质量+低阻力是两个需要努力的方向。我觉得如果不是为了骚操作，那就往这两个方向努力好了。

[jiejianshiwa]

增加重力，降低摩擦力，加個動態配重，下坡后脫鈎，可增加重力同時降低摩擦力

[sinx003]

我要是理解没错的话,他可没说不让你在后面放个风扇吧!!!!
直接买个工业风扇,然后对着小车吹风!!!!! 直接起飞好吧

[91pornshanghai]

@czwstc #4 刚刚试了一下，两三米没问题

[opengps]

极端值就是一个球的效果，按照这个极端去设计靠近

[Tyrant1984]

初始状态决定了小车所拥有的重力势能是固定的，所以唯一能提高成绩的做法就是降低阻力，包括但不限于风阻，车轮滚动阻力，轴承摩擦阻力，在这三点上下点苦工吧，比如给车轮加整流罩，车身外壳光滑处理，控制车身离地间隙，尾部底板设置扩散板提高气流离开车身时的速度，减少车后低压区，用更窄更硬的轮子，减少车身抖动等等~~
给车身加重其实意义不大，更大的质量虽然有利于减少风阻的影响，但是会明显增加车轴和车轮的摩擦阻力，所以重量适中就好，保证车轮和地面良好接触不飘就行了，不需要考虑车身的气动下压就够用了~~

[ahdw]

搜索「无动力卡丁车」即可获得大量实例用以启发

[IzayakI]

@Cu635 #14 你是说一个小学二年级孩子自创三角函数，悟出重力势能和动能的关系么

[iintothewind]

@TimePPT 现在的矿车就是这个思路吧.

[iintothewind]

@iintothewind 矿车满载下坡, 下坡过程中充电, 坡底卸货, 卸货完成电池提供动力, 上坡返回.

[cue]

如果可乐可以，那我觉得不锈钢保健球更好。

[zbowen66]

@czwstc #1 “惯性大”，初中高中物理可没有这种说法。

[fregie]

光滑且不太小的冰球。
如果可以分体的话可以加一个弹簧，分离时助力

[kenvix]

在小车上放点配重，增大动能，然后下坡到底的时候利用惯性把配重抖下去

@zbowen66 #40 没用。 你让 GPT 帮你导一下公式，不卸掉配重会被摩擦力抵消掉

[czwstc]

@zbowen66 初中教材的牛顿第一定律，高中教材的牛顿第二定律都有写。
“惯性大小与质量的大小成正比”

[zbowen66]

@czwstc #39 牛顿第一定律“任何物体在不受任何外力的情况下，总保持静止状态或匀速直线运动状态。”
请问哪里描述了“惯性”？你说“惯性大”，既然有大小，请问惯性的单位是什么？以及相关公式？

[czwstc]

@zbowen66 牛顿第一定律你知道还有一个名字叫什么吗？
Mass can be experimentally defined as a measure of the body's inertia, meaning the resistance to acceleration (change of velocity) when a net force is applied.
质量可以在实验中定义为物体惯性的量度，即施加净力时对加速度（速度变化）的阻力

说人话就是，惯性约等于质量。(当然你可以说我说的不对然后自己去更新维基百科上面关于 Maaa 的词条，)

为啥我说这是惯性小车，是因为在乐高课程里面，
这玩意儿的翻译就 TM 叫惯性小车。

你想要杠就去和乐高杠，人家客服电话在官网上： https://legoeducation.cn/zh-cn/lessons/spm/freewheeling/

[Sawyerhou]

就一个小玻璃球就能滚挺远。

[zbowen66]

@czwstc #41 我说的是“初中高中没有‘惯性大’这种说法“，我没扯别的地方

[Sawyerhou]

@zbowen66 "物体的惯性大小只与质量有关，质量越大的物体惯性越大"，这是初中高中物理课本的原话，你把力学第一册找出来，再看看第一章。