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，了解风向标的工作原理，感受风向与天气变化的关系,培养动手能力和科学观察能力。
材料准备
- 轻质硬纸板：如旧纸箱板,用于制作风向标的箭头和支架。
- 吸管：1 - 2 根,作为风向标的旋转轴。
- 大头针：1 个,用于固定吸管与纸板。
- 剪刀：裁剪纸板。
- 铅笔：用于标记、钻孔。
- 棉线或细绳：系挂风向标。
- 小珠子或小重物：增加风向标底部重量,保持平衡。
- 双面胶或胶水：粘贴部件。
制作步骤
（一）制作箭头
- 在硬纸板上画出一个三角形，作为风向标的箭头，三角形的大小适中，长度约 10 - 15 厘米，宽度约 5 - 8 厘米，具体可根据实际材料调整，用剪刀仔细裁剪出三角形,注意边缘尽量整齐。
- 为了使箭头更加美观和稳固，可以再用稍薄一些的纸板剪出一个同样形状的小三角形，用双面胶或胶水将其粘贴在大三角形的背面，形成一个双层的箭头,增加箭头的强度。
（二）制作旋转轴
- 取一根吸管，用铅笔在吸管的一端轻轻扎一个小孔,小孔大小能穿过大头针即可。
- 将大头针从吸管的小孔中穿入，穿透吸管后，留出一段适当长度的大头针，作为固定轴，用钳子将大头针的末端弯折，形成一个小钩,防止大头针从吸管中滑出。
（三）组装箭头与旋转轴
- 把制作好的箭头放在桌面上，将带有大头针的吸管从箭头的重心位置垂直穿过，注意穿过时要保持吸管垂直，确保箭头能够水平旋转，可以用铅笔在箭头上标记出吸管穿过的位置,以便调整。
- 在吸管穿过箭头的位置滴一滴胶水，加固箭头与吸管的连接，但要注意不要让胶水堵塞吸管,影响旋转。
（四）制作支架
- 在硬纸板上剪出一个长方形，作为风向标的支架，长方形的长度约为 15 - 20 厘米，宽度约 5 - 8 厘米。
- 在长方形纸板的中心位置，用铅笔画一个小孔，小孔直径略大于吸管的直径，然后用剪刀或锥子将小孔戳透,使吸管能够穿过。
- 将吸管的另一端插入支架纸板的小孔中，调整吸管的位置，使箭头处于水平状态，并且能够灵活旋转，可以在吸管与支架纸板的接触处滴一点胶水,固定吸管的位置。
（五）添加配重
- 在支架纸板的下端，用双面胶或胶水粘贴一个小珠子或小重物，如金属垫圈、玻璃珠等，配重的作用是使风向标在风吹动时能够保持平衡,箭头始终指向风吹来的方向。
- 可以根据实际需要调整配重的重量和位置，直到风向标在静止时能够保持垂直,并且在微风中能够灵活转动。
（六）完成风向标
- 用棉线或细绳系在支架的顶端，作为悬挂风向标的绳子，将绳子的另一端固定在窗户、阳台或户外的树枝上,使风向标能够自由悬挂。
- 检查风向标的各个部件是否连接牢固，旋转是否灵活，如果有问题,及时进行调整和修复。
实验原理
风向标是用来测定风向的设备，当风吹来时，风向标的箭头会受到风力的作用，随风转动，由于箭头的形状设计使得风对箭头的作用力方向与箭头的指向一致，所以箭头会始终指向风吹来的反方向，通过观察箭头的指向，就可以知道风向，在制作风向标时，配重的作用是使风向标在风吹动时保持稳定,不会因为箭头过轻而过度摆动或倾斜。
实验注意事项
- 在使用剪刀、大头针等工具时，要注意安全,避免受伤。
- 制作过程中，要尽量保证各个部件的连接牢固,但又不能影响风向标的旋转灵活性。
- 在户外悬挂风向标时，要选择安全的地点,避免挂在容易受到碰撞或干扰的地方。
相关问题与解答
问题 1：风向标为什么能指示风向？ 答：因为风向标的箭头形状特殊，风从哪个方向吹来，就会对箭头产生一个作用力，使箭头顺着风力方向转动，最终箭头指向风吹来的反方向，从而指示出风向，如果风从东方吹来，风对箭头的作用力会使箭头转向西方，我们就能看到箭头指向西,表明风向是东风。
问题 2：如果没有小珠子等配重，风向标会怎样？ 答：如果没有配重，风向标可能会因为箭头过轻而在风吹动时过度摆动或倾斜，无法准确稳定地指示风向，配重的作用是增加风向标底部的重量，使整个风向标在风吹动时能够保持平衡,让箭头更精准地指向风吹来的方向。
问题 3：可以用什么材料代替吸管做旋转轴？ 答：可以用粗细合适的木棍、塑料棒等代替吸管，这些材料都要具有一定的硬度和光滑度，能够保证箭头在轴上灵活旋转，可以用冰棍棒，将其一端打磨光滑后，按照制作吸管旋转轴的步骤进行操作，就能成功替代吸管制作
