《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,了解风力作为动力的原理,培养动手能力和科学探究精神。
材料准备
材料 | 数量 | 备注 |
---|---|---|
硬纸板 | 1 块 | 较厚且坚固的 |
饮料吸管 | 若干 | 粗细均匀的 |
一次性筷子 | 1 双 | 用于支撑和固定 |
剪刀 | 1 把 | 锋利的 |
美工刀 | 1 把 | 注意安全使用 |
热熔胶枪(或胶水) | 1 个 | 用于粘贴固定 |
小风扇(可拆卸) | 1 个 | 或者小型电机 |
电池盒(含电池) | 1 套 | 适配小风扇电压 |
轻黏土(或橡皮泥) | 适量 | 用于调整配重 |
制作步骤
(一)制作车身
- 用硬纸板裁剪出合适大小的车身形状,一般可以是长方形,长度约 15 - 20 厘米,宽度约 10 - 12 厘米,具体尺寸可根据实际材料和个人喜好调整,使用美工刀和剪刀小心裁剪,确保边缘平整。
- 在车身的两端和中间位置,用美工刀分别戳出一个小孔,小孔大小要能插入一次性筷子,这些小孔用于后续安装车轴。
(二)安装车轴
- 将一次性筷子插入车身两端和中间的小孔中,确保筷子插入牢固且能够转动自如,如果筷子插入后松动,可以使用热熔胶枪在小孔周围适当涂抹胶水进行固定,但要注意避免胶水堵塞小孔影响筷子转动。
- 根据车身宽度和车轮大小,确定车轮在车轴上的位置,并使用热熔胶将车轮固定在车轴上,如果没有合适的车轮,可以将硬纸板剪成圆形制作简易车轮,或者利用废旧瓶盖等圆形物品代替。
(三)制作风力推动装置
- 取几根饮料吸管,将它们用热熔胶平行粘贴在一起,形成一个宽约 2 - 3 厘米的吸管束,长度根据车身大小而定,一般比车身宽度稍长即可,这个吸管束将作为风力的通道。
- 在吸管束的一端,用剪刀剪成斜口,以便更好地接收风力,然后将吸管束的另一端用热熔胶固定在车身前端靠近车轮的位置,注意要确保吸管束与车身垂直,且连接牢固。
(四)安装动力源
- 如果有小风扇,将小风扇固定在吸管束的斜口端,可以使用热熔胶或者胶带进行固定,确保小风扇的扇叶能够完全进入吸管束内,并且在转动时不会受到吸管束的阻碍。
- 如果没有小风扇,可以尝试使用小型电机,将电机用电线连接到电池盒上,然后将电机固定在吸管束的斜口端,使电机轴与吸管束方向一致,以便电机转动时能够将空气吹入吸管束。
(五)调整配重
- 完成上述步骤后,将电池放入电池盒,打开小风扇(或接通电机电源),观察风力小车的平衡情况,如果小车出现倾斜或者一头翘起的情况,说明需要调整配重。
- 使用轻黏土(或橡皮泥)粘贴在车身较重的一侧,或者调整电池盒的位置,直到小车在桌面上能够保持平衡且静止时不会自行滑动。
实验与测试
- 将制作好的风力小车放置在平坦的桌面上,打开小风扇(或接通电机电源),观察小车的行驶情况。
- 尝试改变小风扇(或电机)的转速,观察小车行驶速度的变化,可以通过调整电池盒中的电池数量或者更换不同电压的电池来改变转速。
- 在小车行驶过程中,轻轻遮挡吸管束的进风口,观察小车行驶状态的变化,感受风力对小车行驶的影响。
原理讲解
当小风扇(或电机)转动时,空气从吸管束的斜口端被吸入,然后在吸管束内形成高速气流并从吸管束的另一端喷出,根据牛顿第三定律,力的作用是相互的,喷出的气流会对小车产生一个反作用力,这个反作用力就是推动小车前进的动力,通过调整小风扇(或电机)的转速,可以改变气流的速度和力量,从而影响小车的行驶速度。
注意事项
- 在使用美工刀和热熔胶枪时,一定要注意安全,避免划伤手指或被高温烫伤,可以在家长或老师的指导下进行操作。
- 制作过程中,要确保各个部件连接牢固,特别是车轴和车轮部分,以免在小车行驶过程中出现脱落或损坏。
- 在选择电池时,要注意电池的正负极正确连接,并且不要使用过期或损坏的电池,以免发生危险。
- 实验结束后,要及时关闭小风扇(或断开电机电源),并将电池取出妥善保管。
相关问题与解答
问题 1:风力小车为什么能前进? 答:当小风扇转动时,空气从吸管束一端被吸入并从另一端快速喷出,根据牛顿第三定律,喷出的气流对小车产生一个反作用力,这个力推动小车向前运动。
问题 2:如何让风力小车跑得更快? 答:可以尝试提高小风扇的转速,比如增加电池数量或更换电压更高的电池;也可以优化吸管束的形状和长度,减少气流阻力,使更多的空气能够快速通过吸管束推动小车。
问题 3:如果小车行驶时总是偏向一边怎么办? 答:这可能是由于车身不平衡或者吸管束安装不垂直导致的,可以检查车身两侧的重量是否相等,必要时使用轻黏土调整配重;同时检查吸管束是否与车身垂直,如有