《有趣的风力小车手工制作教程》
实验目的
通过制作风力小车,了解风能转化为机械能的原理,培养动手能力和科学探究精神。
实验材料
- 轻质硬纸板:如旧纸箱板,用于制作车身和车轮。
- 吸管:粗细均匀,作为风力推动的管道。
- 竹签或一次性筷子:用于固定车轮和连接车身部件。
- 剪刀:裁剪纸板。
- 美工刀:切割吸管和竹签(使用时需注意安全)。
- 胶水或胶带:粘贴和固定部件。
- 铅笔:用于画图和标记。
- 直尺:辅助测量和画线。
制作步骤
(一)制作车身
- 在硬纸板上用铅笔和直尺画出一个长方形,长度约 15 - 20 厘米,宽度约 10 - 12 厘米,作为车身的底板。
- 从废旧纸板上剪下四个较小的长方形,尺寸约为 4 厘米×3 厘米,这些将作为车身的侧板。
- 将侧板用胶水或胶带粘贴在底板的四周,形成一个无盖的长方体形状,即车身的雏形,确保粘贴牢固,角落处可以用胶带加固。
(二)制作车轮
- 用硬纸板剪出四个直径约 5 - 6 厘米的圆形,作为车轮。
- 在每个圆形的中心用美工刀小心地钻一个小孔,孔的大小要能刚好插入竹签或一次性筷子。
- 准备两根竹签或一次性筷子,将其一端插入车轮的中心孔,然后用胶水或胶带固定,使车轮能够灵活转动,注意竹签插入的长度要适中,不要过长或过短。
(三)安装车轮轴
- 在车身底板的前后两端,用美工刀各挖一个小孔,孔的大小要与竹签的直径相匹配,这两个孔将用于安装车轮轴。
- 将带有车轮的竹签分别从车身底板的前后小孔中穿过,使车轮能够安装在车身的下方,调整车轮的位置,使其能够正常转动且车身保持平衡,可以用胶水或胶带在竹签与车身接触的部位进行固定,增加稳定性。
(四)制作风力推动装置
- 取一根吸管,用剪刀将其剪成两段,每段长度约 10 - 12 厘米。
- 在车身的一侧(靠近车头位置)用美工刀或剪刀钻两个小孔,孔的大小要能刚好插入吸管,这两个孔之间的距离要与吸管的直径相匹配,以便吸管能够紧密地固定在车身上。
- 将一段吸管从车身侧面的小孔中穿过,使吸管的一端伸入车身内部,另一端露在外面,用胶水或胶带将吸管与车身固定牢固,确保吸管不会晃动。
- 在车身内部,将露出来的吸管一端用胶带或胶水固定在一个倾斜的角度上,使吸管的出口朝向车尾方向,这样,当风吹入吸管时,能够在车身内形成气流,推动小车前进。
(五)装饰小车(可选)
- 可以用彩笔在车身上画上自己喜欢的图案,如条纹、卡通形象等,使小车更加美观。
- 也可以在车轮上贴上彩色的贴纸或用颜料进行涂抹,增加小车的趣味性。
实验原理
当向吸管中吹气时,空气在吸管内快速流动,根据伯努利原理,流速大的地方压强小,车身内的空气被吹动后,从吸管出口处流出,导致车身内气压降低,而车外的空气气压相对较高,这个气压差就会产生一个向前的力,推动小车前进,这其实就是将风能转化为了小车的机械能,使小车能够在地面上行驶。
实验注意事项
- 在使用美工刀和剪刀时,要注意安全,避免划伤手指,最好在家长或老师的监督下进行操作。
- 粘贴部件时,要确保胶水或胶带干燥后再进行下一步操作,以免影响制作效果和部件的牢固性。
- 吹气时要注意力度适中,不要过于用力,以免损坏小车或使小车失控。
实验拓展
- 尝试改变吸管的长度、粗细或安装角度,观察小车行驶速度和距离的变化,并记录实验数据,分析其中的原因。
- 给小车添加一些载重物,如小石块或砝码,再次测试小车的行驶情况,探究载重对小车行驶的影响。
- 思考如何改进小车的设计,使其能够更好地利用风力,提高行驶效率,可以尝试改变车身的形状、增加车轮的数量或优化风力推动装置的结构等。
相关问题与解答
问题 1:为什么吹气能让小车前进? 解答:当我们向吸管中吹气时,空气在吸管内快速流动,根据伯努利原理,流速大的地方压强小,车身内的空气被吹动后,从吸管出口处流出,导致车身内气压降低,而车外的空气气压相对较高,这个气压差就会产生一个向前的力,推动小车前进。
问题 2:怎样让小车跑得更快? 解答:可以尝试以下方法:一是增大吹气的力度,但要注意不要过于用力损坏小车;二是优化吸管的长度和角度,使风力能够更有效地推动小车;三是减轻小车的重量,比如减少车身的装饰或选择更轻的材料制作车身;四是检查车轮的转动是否灵活,如有卡顿及时调整。
问题 3:如果小车不走直线怎么办? 解答:如果小车不走直线,可能是车轮安装不对称或车身不平衡导致的,可以检查车轮是否都能灵活转动,并且两边车轮的转速是否一致,如果是车身不平衡,可以调整车身内重物的分布或者检查车身各部分的连接是否