《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推动物体前进的动力,感受科学原理在手工制作中的应用,培养动手能力和探索精神。
材料准备
- 饮料瓶:1个(建议使用塑料材质,轻便且容易加工)
- 吸管:3 - 4根
- 剪刀:1把
- 美工刀:1把(使用时需注意安全,可由家长协助)
- 竹签或一次性筷子:1根
- 大头针或图钉:1个
- 薄纸板(如硬纸壳):1块
- 彩色笔、胶水、胶带等装饰材料:若干
制作步骤
(一)制作车身
- 处理饮料瓶
- 用剪刀将饮料瓶的上半部分剪掉,保留底部约10 - 15厘米的部分作为车身。
- 在瓶身的两侧,用美工刀对称地扎出两个小孔,小孔的大小要能刚好穿过吸管。
- 插入吸管
- 将两根吸管分别从瓶身两侧的小孔中插入,使吸管在瓶内相交,形成一个“十”字形状,吸管在瓶内的长度约占瓶身长度的三分之二。
- 用胶带将吸管与瓶身固定牢固,确保吸管不会晃动。
(二)制作车轮轴
- 加工竹签
用剪刀将竹签或一次性筷子剪成两段,每段长度略小于瓶身的直径,作为车轮的轴。
- 固定车轮轴
- 在大头针或图钉的尖端缠绕一些胶带,然后将它从瓶身的一端插入,穿过两根吸管相交的位置,再从另一端穿出,使大头针的两端分别露出瓶身外侧约2 - 3厘米。
- 将剪好的竹签段分别插入大头针两端的外侧,用胶带将竹签与大头针固定在一起,形成一个简易的车轮轴。
(三)制作车轮
- 裁剪纸板
用剪刀在薄纸板上裁剪出4个大小相同的圆形纸板,作为车轮,圆形纸板的直径可根据瓶身大小和实际情况而定,一般约为5 - 8厘米。
- 安装车轮
在每个圆形纸板的中心用美工刀扎一个小孔,然后将纸板分别安装在竹签的两端和大头针的两端,用胶水或胶带将纸板与竹签、大头针固定牢固,确保车轮能够灵活转动。
(四)制作风力接收装置
- 修剪吸管
将剩下的两根吸管剪成合适的长度,使其能够斜着插入瓶身,与瓶身形成一定的角度,类似帆船的桅杆。
- 固定吸管
用胶带将斜着剪好的吸管固定在瓶身上,注意两根吸管的方向要相对,且开口朝向同一方向,以便接收风力。
(五)装饰小车
- 发挥创意
用彩色笔在瓶身上画上自己喜欢的图案,或者用彩纸、贴纸等装饰材料对小车进行装饰,使小车更加美观。
实验原理
当有风吹向风力小车时,风会进入斜着插入瓶身的吸管,由于吸管的导向作用,风会在瓶内形成一股气流,推动吸管相交处的气流向下运动,从而产生一个向下的力,根据作用力与反作用力的原理,这个向下的力会使小车的车轮获得一个向前的反作用力,从而使小车前进。
实验演示
- 选择场地
找一个空旷、平坦的地方,如室内的客厅或室外的操场,以便小车能够顺利行驶。
- 制造风力
可以用风扇对着小车吹风,或者手持一个较大的纸板,快速挥动纸板产生风力,观察小车的运动情况。
- 观察现象
随着风力的作用,小车会逐渐向前移动,可以调整风扇的风力大小或挥动纸板的速度,观察小车行驶速度的变化,还可以尝试改变吸管的角度,看看小车行驶方向是否会发生改变。
注意事项
- 在使用美工刀和剪刀时,一定要小心操作,避免划伤手指,最好在家长的陪同和指导下进行操作。
- 固定吸管、竹签和纸板时,要确保粘贴或绑扎牢固,以免在实验过程中松动或脱落。
- 在进行实验时,要注意周围环境的安全,避免小车撞到其他物品或人员。
问题与解答
问题1:为什么风力小车能够前进? 答:当风吹入斜着插入瓶身的吸管时,在瓶内形成气流并产生向下的力,根据作用力与反作用力原理,小车获得向前的反作用力,所以能够前进。
问题2:如果风力小车行驶得很慢,可以怎样改进? 答:可以尝试增大风力,如使用功率更大的风扇或加快挥动纸板的速度;也可以调整吸管的角度,使其更有利于接收风力;还可以减轻小车的重量,例如进一步减轻车身的装饰等。
问题3:除了用饮料瓶制作车身,还可以用什么材料?