小学科学实验手工制作教程
风力小车
(一)实验目的
通过制作风力小车,了解风力作为动力的原理,感受风能转化为机械能的过程。
(二)材料准备
- 大号饮料瓶(如雪碧瓶)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
(三)制作步骤
- 制作车身: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,用剪刀在车身两侧对称的位置扎两个小孔,孔的大小以能插入小木棍为宜。
- 安装车轮轴:将小木棍插入车身两侧的小孔中,确保小木棍能够自由转动,这就是车轮的轴,用热熔胶枪(或胶水)在小木棍与车身接触的部位进行固定,防止车轮轴晃动。
- 制作车轮:用硬纸板剪出四个圆形作为车轮,圆形的直径约为 5 - 6 厘米,在车轮的中心用美工刀扎一个与小木棍粗细相匹配的小孔,然后将车轮安装在小木棍上,用橡皮泥将车轮固定在小木棍上,使其能够牢固地跟随小木棍转动。
- 制作风帆:在硬纸板上画一个长方形,长方形的长约为 10 - 15 厘米,宽约为 6 - 8 厘米,将长方形剪下来,然后用美工刀在长方形的一端中间位置扎一个小孔,小孔的大小以能插入吸管为宜,将吸管插入小孔中,用橡皮泥或热熔胶进行固定,这就是风帆的桅杆。
- 组装风力小车:将风帆的桅杆插入车身的中央位置,使风帆位于车身的上方,且能够根据风向进行调整角度,可以用橡皮泥或热熔胶在桅杆与车身接触的部位进行固定,确保风帆在行驶过程中不会晃动或脱落。
(四)实验原理
当风吹向风帆时,风帆会受到风的推力,这个推力通过桅杆传递到车身,从而使车身在地面上移动,风力越大,风帆受到的推力就越大,小车行驶的速度就越快。
(五)实验拓展
- 尝试改变风帆的大小、形状或角度,观察小车行驶速度和方向的变化,并记录下来。
- 在不同的地面(如光滑的瓷砖地面、粗糙的水泥地面、有坡度的地面)上测试风力小车的行驶情况,比较并分析原因。
自制彩虹
(一)实验目的
了解光的折射和色散现象,通过手工制作自制彩虹,感受科学的奇妙。
(二)材料准备
- 透明塑料水槽(或浅盘)1 个
- 水
- 镜子 1 面
- 手电筒(或阳光)
(三)制作步骤
- 准备水槽:将透明塑料水槽清洗干净,确保水槽内部没有杂质和污渍,然后在水槽中加入适量的水,水位高度约为水槽深度的一半。
- 调整镜子角度:将镜子放置在水槽的一侧,调整镜子的角度,使镜子的反射面能够将手电筒(或阳光)的光反射到水槽中的水面上,可以通过不断调整镜子的角度,找到一个合适的位置,使反射光能够准确地照射在水面上。
- 观察彩虹:打开手电筒(或在有阳光的时候),让光线通过镜子反射后照射在水槽的水面上,在水槽对面的墙壁上或地面上,就可以观察到一道美丽的彩虹,如果调整镜子的角度或手电筒的位置,彩虹的颜色和清晰度可能会发生变化。
(四)实验原理
当光线从空气进入水中时,由于不同颜色的光在水和空气中的传播速度不同,会发生折射现象,导致白色光线被分解成各种颜色的光,形成彩虹,镜子的作用是将光线反射到水面上,增加光线的强度和稳定性,从而使彩虹更加明显。
(五)实验拓展
- 尝试使用不同颜色的灯光(如彩色手电筒)进行实验,观察彩虹的颜色是否会发生变化。
- 改变水槽中的水位高度,观察彩虹的大小和清晰度是否会受到影响,并记录下实验结果。
电磁铁的制作与探究
(一)实验目的
了解电磁铁的工作原理,掌握电磁铁的制作方法,并通过实验探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。
(二)材料准备
- 漆包线(较细的铜丝,外面包裹着绝缘漆)1 卷
- 铁钉(或铁棒)1 根
- 电池盒 1 个
- 5 号电池 2 - 3 节
- 小磁针 1 个
- 大头针或回形针若干
- 绝缘胶带
(三)制作步骤
- 制作电磁铁线圈:取一定长度的漆包线,在铁钉上紧密地缠绕线圈,缠绕时要注意线圈的排列整齐,避免重叠或交叉,线圈的匝数可以根据需要自行确定,一般缠绕 20 - 50 匝左右,缠绕完成后,用绝缘胶带将线圈的两端固定在铁钉上,防止线圈松动。
- 连接电路:将电池盒与电磁铁线圈连接起来,把漆包线的两端分别连接到电池盒的正极和负极上,注意连接要牢固,避免接触不良,电磁铁就制作完成了。
- 测试电磁铁的磁性:将小磁针放在电磁铁附近,观察小磁针的指向是否发生偏转,如果小磁针发生偏转,说明电磁铁具有磁性,用电磁铁去吸引大头针或回形针,观察能够吸引多少个大头针或回形针,以此来判断电磁铁磁性的强弱。
(四)实验原理
当电流通过漆包线绕制的线圈时,线圈周围会产生磁场,铁钉在磁场的作用下被磁化,从而形成电磁铁,电磁铁的磁性有无可以通过电流的通断来控制,电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性就越强。
(五)实验拓展
- 改变电池的数量,即改变电磁铁线圈中的电流大小,观察电磁铁吸引大头针或回形针的数量变化,探究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响,并记录实验数据。
- 在铁钉上缠绕不同匝数的线圈,保持电流不变,再次观察电磁铁吸引大头针或回形针的数量变化,探究线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响,并记录实验数据。
问题与解答
问题 1:在制作风力小车时,为什么风帆的角度会影响小车的行驶方向?
解答:风帆的角度决定了风对风帆的推力方向,当风帆与风向垂直时,风对风帆的推力最大,且方向与小车前进方向一致,此时小车能够直线行驶,如果风帆的角度发生改变,风对风帆的推力方向也会随之改变,从而使小车的行驶方向发生偏转,当风帆与风向成一定角度倾斜时,风对风帆的推力会产生一个横向的分力,这个分力会使小车向一侧转弯,通过调整风帆的角度,可以控制风力小车的行驶方向。
问题 2:自制彩虹实验中,为什么用镜子反射光效果更好?
解答:手电筒或阳光发出的光在直接照射到水面上时,由于光线的发散和能量的损失,可能会导致彩虹不够明显,而使用镜子反射光可以将光线集中起来,使更多的光线照射到水面上,增加了光线的强度和稳定性,镜子的反射可以改变光的传播方向,使我们更容易观察到彩虹,通过调整镜子的角度,还可以精确地控制光线的入射角度,从而获得更清晰、更完整的彩虹效果。
问题 3:电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有什么关系?
解答:电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数密切相关,当线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强,这是因为电流越大,通过线圈的电荷量就越多,产生的磁场就越强,当电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性也越强,这是因为线圈匝数越多,相当于多个小磁场叠加在一起,总磁场就会增强,在制作电磁铁时,如果增加电池的数量,即增大电流,会发现电磁铁能够吸引更多的大头针或回形针;如果在铁钉上缠绕更多的线圈匝数,同样也会增强电磁铁的磁性,通过控制电流大小和线圈匝数,可以调节电磁