《有趣的风力小车手工制作教程》
实验目的
通过手工制作风力小车,了解风力作为动力的原理,培养动手能力和对科学现象的观察能力。
材料准备
材料名称 | 数量 | 备注 |
---|---|---|
硬纸板 | 1 块 | 较厚且坚固的,如废弃的纸箱板 |
一次性筷子 | 4 根 | |
塑料瓶 | 1 个 | 带完整瓶盖,如矿泉水瓶 |
剪刀 | 1 把 | |
美工刀 | 1 把 | 使用时注意安全 |
热熔胶枪(或胶水) | 1 个 | 如果用胶水,需准备适量能牢固粘贴的材料 |
直尺 | 1 把 | |
铅笔 | 1 支 | |
小风扇(如电脑散热风扇) | 1 个 | 可从废旧电器上拆卸 |
螺丝螺母若干 | 用于固定风扇 | |
电池 | 根据风扇需求 |
制作步骤
(一)制作车身
- 在硬纸板上用直尺和铅笔画出一个长方形,作为小车的车身轮廓,建议长度为 15 - 20 厘米,宽度为 10 - 12 厘米,高度为 8 - 10 厘米,可以根据实际材料和个人喜好适当调整尺寸。
- 用剪刀或美工刀小心地裁剪出画好的长方形硬纸板,注意边缘要裁剪整齐,避免毛刺划伤手。
- 在车身的四个角附近,用铅笔标记出四个位置,用于插入一次性筷子作为车轮轴,标记的位置要距离车身边缘约 1 - 2 厘米,且四个标记要对称。
- 用美工刀在标记处轻轻划出一个小口,方便插入一次性筷子,注意不要划得太深,以免损坏硬纸板。
(二)安装车轮轴
- 取四根一次性筷子,将一端削尖,以便能够顺利插入车身的小口中,可以使用美工刀小心地削尖,操作时要注意安全,避免削到手。
- 将削尖的一次性筷子分别插入车身四个角的小口中,确保插入牢固,并且四根筷子保持平行且高度一致,可以使用直尺进行测量和调整,如果一次性筷子松动,可以在车内部分涂抹一些热熔胶或胶水进行固定。
(三)制作车轮
- 将塑料瓶的两端切除,留下中间的圆柱部分,可以根据自己的喜好选择塑料瓶的颜色和透明度。
- 用剪刀将圆柱部分剪成四个等宽的圆环,每个圆环的宽度约为 3 - 4 厘米,这些圆环将作为小车的车轮。
- 在每个圆环的内侧,用美工刀沿着边缘划出一些小槽,这样可以使车轮在行驶过程中增加与地面的摩擦力,防止打滑,小槽的间隔可以适当均匀分布,深度约为 2 - 3 毫米。
- 将制作好的车轮分别安装在车身的四根一次性筷子轴上,可以用热熔胶或胶水将车轮与筷子轴固定在一起,确保车轮能够自由转动,但不会脱落,在固定时,要注意调整车轮的位置,使它们与车身保持垂直,并且四个车轮的平面要处于同一高度。
(四)安装风力动力系统
- 将小风扇放置在车身的中央位置,注意风扇的进风口和出风口方向,进风口朝内,出风口朝外,这样可以将风吹向车身后方,产生推动力。
- 用螺丝螺母将小风扇固定在车身上,如果车身较硬,可以先用美工刀在车身对应位置钻一些小孔,以便螺丝能够顺利穿过,在固定风扇时,要确保风扇安装牢固,不会在运行过程中晃动或脱落。
- 将电池连接到小风扇的电路上,根据小风扇的电压和电流要求,选择合适的电池,并正确连接正负极,如果不确定电池的连接方式,可以参考小风扇的说明书或咨询专业人士,连接好电池后,可以进行简单的测试,看看小风扇是否能够正常运转。
(五)装饰与完善
- 用剩余的硬纸板、彩色纸或其他材料对小车进行装饰,如制作车头的形状、贴上喜欢的贴纸等,使小车更加美观。
- 检查小车的各个部件是否连接牢固,车轮是否能够灵活转动,风扇是否能够正常工作,如果有问题,及时进行调整和修复。
实验原理
当小风扇通电运转时,它会将空气向后吹出,根据牛顿第三定律,空气会对小风扇产生一个反作用力,这个反作用力就是推动小车前进的动力,就像帆船利用风力航行一样,风力小车也是借助风力来实现运动的。
注意事项
- 在使用美工刀、热熔胶枪等工具时,一定要小心操作,避免受伤,尤其是儿童在制作过程中,需要在成人的监护下使用这些工具。
- 连接电池时,要注意正负极的连接正确,避免短路,如果发现电池发热、冒烟等异常情况,应立即停止实验,并检查电路连接是否正确。
- 制作过程中,要保持工作区域的整洁,避免杂物进入小车的部件中,影响小车的正常运行。
- 在进行实验时,选择平坦、空旷的地方,避免小车碰撞到障碍物而损坏。
相关问题与解答
问题 1:小风扇不转了怎么办?
解答:首先检查电池是否有电,可以尝试更换新电池,如果电池正常,检查风扇的电路连接是否松动或断开,特别是电线与风扇电机的连接部位以及电池与电线的连接部位,若电路连接无误,可能是风扇本身出现故障,如电机损坏等,这时可以尝试更换一个小风扇。
问题 2:小车行驶时总是偏向一边,怎么解决?
解答:这种情况可能是车轮安装不平行或者车身重心不稳导致的,检查车轮是否与一次性筷子轴垂直且四个车轮平面高度一致,如有偏差,进行调整,检查车身装饰是否导致重心偏移,尽量使车身的重心位于中心位置,可以通过调整装饰物的分布或在车身适当位置添加配重(如小石块等)来改善。
问题 3:怎样才能让小车跑得更快?
解答:可以尝试提高小风扇的转速,比如更换功率更大的风扇(如果允许的话)或者调整风扇的电源(如增加电池节数,但要注意符合风扇的电压要求,避免损坏风扇),还可以优化小车的空气动力学设计,例如将车身制作得更流线型,减少空气阻力,确保车轮与地面的摩擦力适中,检查车轮上的小槽是否足够且没有过多杂物影响