《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,了解风力可以转化为机械能,探究风力对物体运动的影响,培养动手能力和科学探究精神。
材料准备
- 大号塑料瓶(如饮料瓶)1 个
- 硬纸板若干
- 吸管 1 根
- 剪刀
- 美工刀
- 热熔胶枪(或胶水)
- 小木棍(或一次性筷子)2 根
- 橡皮泥(或重物)适量
- 彩色笔(可选)
制作步骤
(一)制作车身
- 将塑料瓶的顶部和底部去掉,保留中间部分作为车身主体,用剪刀将塑料瓶的四周剪成均匀的条状,模拟车轮的避震结构,注意不要剪断,如图 1 所示。 ![图 1:剪好的塑料瓶车身]
- 在硬纸板上画出四个相同大小的车轮形状,然后用剪刀剪下来,可以使用美工刀在车轮中心钻一个小孔,用于安装小木棍,如图 2 所示。 ![图 2:硬纸板车轮]
材料 | 数量 | 用途 |
---|---|---|
塑料瓶 | 1 个 | 车身主体 |
硬纸板 | 适量 | 车轮 |
吸管 | 1 根 | 导风管 |
小木棍 | 2 根 | 车轮轴 |
橡皮泥 | 适量 | 配重 |
(二)安装车轮
- 将小木棍插入车轮中心的小孔中,并用热熔胶枪(或胶水)固定,确保车轮能够灵活转动,如图 3 所示。 ![图 3:安装好车轮轴的车轮]
- 把安装好车轮轴的车轮用热熔胶枪(或胶水)粘贴在塑料瓶车身的两侧,注意车轮要对称安装,且与车身保持垂直,如图 4 所示。 ![图 4:安装好车轮的车身]
(三)制作风力推进装置
- 将吸管的一端用剪刀剪成斜口,以便更好地引导风力,如图 5 所示。 ![图 5:剪好斜口的吸管]
- 在塑料瓶车身的一端,用热熔胶枪(或胶水)固定住吸管,使其斜口朝向车身前方,作为风力导入管,如图 6 所示。 ![图 6:安装好吸管的车身]
(四)添加配重
为了使风力小车在行驶时更加平稳,可以在车身内部适当添加一些橡皮泥(或重物)作为配重,如图 7 所示。 ![图 7:添加配重的车身]
(五)装饰小车(可选)
用彩色笔在车身和车轮上画上自己喜欢的图案,使小车更加美观,如图 8 所示。 ![图 8:装饰好的风力小车]
实验原理
当向吸管内吹气时,空气在吸管内快速流动,形成气流,根据伯努利原理,流速大的地方压强小,气流产生的压力差推动小车前进,车轮的转动减少了小车与地面的摩擦力,使小车能够顺利行驶。
实验注意事项
- 在使用剪刀、美工刀和热熔胶枪等工具时,要注意安全,避免受伤。
- 热熔胶枪在使用时温度较高,要小心操作,避免烫伤。
- 吹气时要注意力度适中,不要过度用力,以免损坏小车。
相关问题与解答
问题 1:为什么我的风力小车跑不远?
解答:可能有以下几个原因:
- 吹气的力度不够,导致风力不足,无法提供足够的动力推动小车前进,可以尝试加大吹气的力度,但要注意不要过度用力损坏小车。
- 车轮与车身的安装不牢固或者车轮转动不灵活,增加了摩擦力,影响了小车的行驶距离,可以检查一下车轮的安装情况,确保其能够灵活转动。
- 小车的重量分布不均匀,导致行驶时不稳定,可以调整配重的位置和重量,使小车保持平衡。
问题 2:如何提高风力小车的行驶速度?
解答:可以尝试以下方法:
- 优化吸管的形状和角度,使气流能够更顺畅地进入小车内部,提高风力的利用率,可以将吸管的斜口打磨得更光滑,或者调整吸管的角度,使其与车身的贴合更加紧密。
- 减轻小车的重量,减少摩擦力对小车行驶的影响,可以在不影响小车结构强度的前提下,尽量减少车身和车轮的重量,或者使用更轻便的材料制作小车。
- 增加吹气的频次,使小车获得持续的动力,可以快速地多次吹气,让气流不断推动小车前进,从而提高小车的行驶速度。
通过以上手工制作风力小车的实验,我们不仅学会了如何利用简单的材料制作出一个有趣的科学小玩具,还深入了解了风力转化为机械能的原理。