《小学科学实验手工制作教程——自制简易风向标》
实验目的
通过手工制作风向标,了解风向标的基本原理，培养学生的观察能力、动手能力和科学探究精神，同时让学生认识到科学与生活的紧密联系。
实验材料
- 轻质硬纸板：如旧纸箱板，用于制作风向标的主要部件。
- 吸管：粗细适中，作为风向标的旋转轴。
- 棉花或轻软的布料：用于制作风向标尾部的飘带，增加灵敏度。
- 剪刀：裁剪材料。
- 大头针：固定部件。
- 铅笔：辅助钻孔。
- 双面胶或胶水：粘贴材料。
制作步骤
（一）制作风向标箭头
- 在硬纸板上用铅笔和直尺画出一个三角形,作为风向标的箭头形状，三角形的大小可根据吸管的粗细和实际需要确定，一般底边长度在 5 - 8 厘米左右，高度在 8 - 10 厘米左右。
- 用剪刀小心地裁剪出三角形,注意裁剪的边缘要整齐。
- 用铅笔在三角形的中心位置轻轻点一个小凹点,作为后续安装旋转轴的标记。
（二）制作风向标尾翼
- 在硬纸板上再画一个长方形,长度约 10 - 15 厘米，宽度约 3 - 5 厘米，作为风向标的尾翼。
- 裁剪下长方形,并在其一端的中间位置用铅笔点一个小凹点，与箭头上的小凹点对应，用于安装吸管。
（三）组装风向标主体
- 将吸管穿过箭头和尾翼上的小凹点,使吸管成为风向标的旋转轴，如果吸管较粗，可先用铅笔在小凹点上轻轻钻一个小孔，以便吸管顺利穿过。
- 用大头针在吸管的上下两端各扎一个小孔,用于固定吸管，防止其在转动过程中滑落。
（四）添加飘带
- 取适量的棉花或轻软的布料,剪成细长的条状，作为风向标的飘带。
- 用双面胶或胶水将飘带的一端粘贴在尾翼的末端,另一端自然下垂，飘带的长度可根据个人喜好调整，一般比尾翼长出 10 - 15 厘米左右。
（五）固定在支架上
- 找一个合适的支架,如铅笔、木棍等，将吸管的上端用大头针固定在支架上，使风向标能够自由转动。
- 调整风向标的位置,使其保持水平，并且箭头能够灵活地指向各个方向。
实验原理
风向标是用来指示风向的仪器,当风吹来时，风向标箭头会受到风力的作用，使风向标围绕旋转轴转动，直到箭头指向风吹来的方向，尾翼的作用是增加风向标的稳定性，使其在风中能够更准确地指示风向，飘带则可以增加风向标的灵敏度，即使在微风的情况下，也能清晰地显示出风向的变化。
实验注意事项
- 在使用剪刀和大头针时,要注意安全，避免伤到手。
- 裁剪硬纸板时,要尽量使边缘整齐，以免影响风向标的空气动力学性能。
- 安装吸管时要确保其能够自由转动,不受卡阻。
- 在户外进行实验时,要选择开阔、无遮挡的地方，以便准确测量风向。
相关问题与解答
问题 1：为什么风向标能够指示风向？ 解答：当风吹过风向标时，由于箭头的形状特殊，受到的风力面积较大，会产生一个压力差，使箭头受到一个力矩的作用，从而围绕旋转轴转动，直到箭头指向风吹来的方向，尾翼的存在可以使风向标在风中保持稳定，不会随意晃动，从而更准确地指示风向。
问题 2：如果没有吸管，可以用什么代替？ 解答：如果没有吸管，可以用较粗的铁丝或木棍代替，但是需要注意的是，代替物的表面要光滑，以免影响风向标的转动灵活性，要根据实际情况调整固定方式，确保风向标能够稳定地安装在支架上。
问题 3：如何提高风向标的灵敏度？ 解答：可以通过增加飘带的长度、减小箭头和尾翼的重量、使旋转轴更加光滑等方式来提高风向标的灵敏度。
