为推进素质教育和课程改革，配合今年“太空与未来”主题科技节的开展，作为江苏省级“‘创新实验’课程基地”建设项目中活动课程的重要组成部分，展示学生综合实践活动和研究性学习成果，有效激发学生对科学的兴趣，培养学生的实践能力和创新精神，经我校第八届科技节领导小组与物理教研组研究决定，组织八年级各班开展“物理创新实验竞赛”活动，并作为第八届科技节活动的重要组成部分。现将有关竞赛方案通知如下：

1.参赛对象：八年级各班全体学生。

2.可选参赛项目：

（1）水火箭装置操作竞赛：年级决赛（每班一队）；

（2）创新实验设计与评比：先班级分队预赛，后年级决赛（每班一队）；

（3）火柴梗细线承重比赛：先班级分队预赛，后年级决赛（每班一队）。

以上三个参赛项目八年级每位学生必选其一，各班级做好协调平衡。

3.组队方式：学生以2至3人组成一参赛队，同一班同项目参赛队超过一队时，只记成绩最好组的成绩，并当成绩与他班并列时名次靠后排列，成绩并列而组队人数不同时，以组队人数少的名次列前。各队队员围绕自主选定的同一参赛项目分工协作完成构思、设计、制作、记录、阐述等各项参赛准备工作，并提交参赛申报表。

4.比赛程序

（1）第一轮：班内选拔赛。由各班班主任和物理任课教师组织下在各班教室进行，于12月19日前完成选拔和申报决赛组队工作。

（2）第二轮：年级决赛。由科技节组委会和物理教研组组织下进行，奖项设一等奖2队，二等奖4队，三等奖6队（记入科技节班级总分），优秀指导教师奖2人。一、二等奖获奖队成员将列为参加上级相关比赛的候选队员。

5.比赛方式及说明:

（1）水火箭装置操作竞赛

1、参赛队制作本队的“水火箭”，并给自己队制作的“水火箭”起名。

2、各队制作的“水火箭”可以在比赛场地提供的发射架上发射两次取最长距离为比赛成绩。

3、参赛的水火箭必须用废弃的饮料瓶制作（1.25L或1.5L饮料瓶），

参赛的水火箭尾翼、箭头必须用非金属材料制作。为了保证地面人员的安全，不允许用硬木或硬质材料制作水火箭箭头。不允许利用化学反应产生气压发射水火箭。比赛时的水火箭必须在限定区域内向前飞行，火箭降落点如超出左右界线（或反向）则该次成绩记0，如果在打气加压过程中瓶子爆裂破损，则该次成绩记0。

4、水火箭底部喷嘴及发射架由比赛裁判提供，无需自备，各参赛队只需准备好一级火箭箭体。

5、水火箭制作说明书由各班级物理老师下发至各班级，并播放水火箭比赛视频。

6、比赛时要听从指挥人员的指令，依排队顺序上发射区发射。除该次发射参赛队员，其余人等严禁进入发射区。未发出发射指令前不得发射。

7、获得奖班级的“水火箭”合影后交由物理教研组存档。

（2）创新实验设计与评比

各队队员围绕自主选定的创新实验参赛项目分工协作完成构思、设计、制作、记录、阐述等各项参赛准备工作，并提交参赛申报表。

1、比赛时每队派两人上讲台陈述讲解和操作展示参赛实验，并答辩评委提出的问题。难以大范围展示的过程和效果可以用录像视频、照片等形式用多媒体展示，可以制成PPT配合陈述。陈述展示必须包含两个要素.a.原有的基础实验及原理,b.参赛项目的改进创新体现在哪些方面。评委根据评分标准，参考学生观众的民意测评结果作出评价结论并确定奖项。

2、选项提示

a.涉及知识：参赛选项内容原则上要与物理学科课程、研究性学习已学知识密切相关，可在此基础上进行适度延伸和拓展。

b.项目内容：见过做过的所有实验内容都可作为参赛选项、追求组合方式、呈现方法、操作手段有所改进和创新，使效果更显著，内容更丰富。

c.器材选取：没有特别限制。学校物理实验室原有演示实验、学生实验器材和《实验探究组合器材》作为基础实验及原理演示的主要器材；在此基础上利用文具、家庭用品、玩具、实验室器材等，经参赛小组合作设计、改装、制作、组合，形成参赛项目作品。

d.创新界定：与已学原有实验相比效果更显见、操作更简便、结论更直接、思路有拓展，发现新现象、获得新结论，以及能让实验内容和效果更丰富、新颖、有趣、美观等都可列为创新点。

（3）火柴梗细线承重比赛

1、承重原理

这三个图分别是侧面图、斜二测、正等轴测，用不同视角看这个实验。由于第三根火柴棍的作用，下面的细线被撑到桌子下方，也就是在桌子边缘的O点左侧。把三根火柴棍、细线以及瓶装水看作一个整体，我们对整体进行分析。以O点为支点，由于重力作用线通过O点左侧，所以重力产生的力矩是让整体绕O点逆时针转动的。如图所示。如果要整体掉下来，那必须要让它绕O点顺时针转动才行。由此可知，挂上瓶装水之后并不会往下掉。当然，火柴杆并不会真的逆时针转动，桌面（O点左侧部分）会提供支持力，保证它转动平衡。就这样，三根火柴就这么把瓶装水吊起来了！

三根支撑受力关系有点复杂，用两根火柴杆也能实现。

两根火柴梗支撑时，我们可在一个平面内完成其原理初步分析：（如图所示）

由于细线对斜撑火柴棍的相互支撑作用，下面的细线被撑到桌子下方，也就是在桌子边缘过O点竖直线的左侧。

把这几根火柴棍、细线以及瓶装水看作一个整体，我们对整体进行分析。以O点为支点，由于重力作用线通过O点左侧，让整体有绕O点逆时针转动的效果，依靠O点左侧桌面对平放火柴梗的支撑整个系统保持静止。

桌面比较厚时，斜撑火柴梗底部与桌面侧面有支撑力，斜撑对水平火柴头部有水平向外和竖直向上两种力的效果。水平火柴梗在竖直方向上，左侧所受桌面向上的支持力，头部所受竖直向上的分力，细线悬挂点受竖直向下的拉力，这三个力相互平衡（如图所示）；

水平方向上左侧所受桌面向里的摩擦力和头部所示向外水平分力相平衡。

当水平火柴梗支点左侧部分刚好脱离桌面时，需要依靠作用在桌边缘支点提供的向里摩擦力来阻止向外滑动。由于火柴梗头部所受支撑力的力臂远大于细线向下拉力的力臂，因此斜撑的力比所挂重力小的多。理论上，桌边的直角倒角越小，细线越细，悬挂力点离桌边支点越近，水平火柴梗能支撑的力就越大。

2、各小组同学自己来设计、操作。班内根据最多吊起的矿泉水瓶数和容积估算出吊起的总重，择优选拔出参赛小组，代表班级参加学校科技节决赛。在限定的时间内，参赛组吊起矿泉水瓶总重作为决赛成绩。