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小学 教学参考





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前言
本书将生活中的一些科学知识和技术知识,融入到动手活动中。 书中选取了一些我们周围很常见的物体, 带领大家动手搭建这些物体 来解决生活中的一些问题。相关的结构、机械等知识会在动手的过程 中被轻松获得。每个活动都能轻松入手,并有很大的发挥空间。同一 个问题有多种解决办法;每个活动完成的作品也不是唯一的。无论你 的动手制作经验是否丰富,通过这些活动你都可以成功的完成作品; 更重要的是在动手的过程中获得很多有用的知识。 你的想象力和独特 的创意一定能够在这些活动中大放异彩!

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目录
1 手摇的锯 ------------------------- -------------------------------------- 4 2 桥 -------------------------- ---------------------------------------------- 10 3 坚固的梯子 ------------------ ------------------------------------------ 16 4 美丽的塔 ------------------------- -------------------------------------- 22 5 会拐弯的小车 ------------------------------- -------------------------- 27 6 夹子 ------------------------ --------------------------------------------- 30 7 翘翘板 ------------------------ ------------------------------------------ 35 8 方便的桌子 ------------------ ------------------------------------------ 40 9 道闸 ------------------------ --------------------------------------------- 46 10 陀螺 ------------------------ --------------------------------------------- 51 11 不到翁 ------------------------ ------------------------------------------ 56 12 风车 ------------------------ --------------------------------------------- 60 13 吹风机 ------------------------ ------------------------------------------ 64 14 滑行车 -------------------- ---------------------------------------------- 68 15 风帆车 ------------------------ ------------------------------------------ 73 16 电动车 -------------------- ---------------------------------------------- 76 17 起重机 ------------------------ ------------------------------------------ 80 18 天平 ------------------------ --------------------------------------------- 85

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手摇的锯
基本知识点:齿轮;齿轮咬合传动 挑战知识点:齿轮搭配,齿轮的加速和减速现象

阅读与思考
鲁班是春秋战国时期鲁国的一个木匠。有一天,他到山上去伐木头。那时候还没 有锯,伐木只能用斧头砍,真是既费力气又费时间。有一次,小草叶子把他的手划了 一道口子。 他觉得很奇怪,一片叶子软软的怎么能割破结实的皮肤呢?他摘下那片叶子仔细 地看了看,原来,叶子边上有密密麻麻的小齿。于是他又想:如果在铁片的边上也弄 一些齿,是不是就能割断木头呢?经过反复的实验,鲁班终于发明了“锯” 。

鲁班从草叶边上的小齿中得到了灵感。他用带细齿的铁条去锯树,又快又省力。 人类的很多发明,都是从大自然中获得了启示。 情景引入 小明在家里和小朋友进行家园建设的游戏时,发现缺少了一块材料无法继续进行 下去。他们只能自己制作一块,但是身边又没工具。他们想到了鲁班的故事,想用锯 来切割材料。 我们一起帮他设计并制作一个能够转动起来的锯。 教学建议:故事引入课题或情景中的任务引入,引发探究兴趣。

设计与制作
设计一把手摇的锯。 1、手摇锯要能转动。这是最基本的功能。 2、 “锯片”的部分很危险。在圆盘锯片转动的过程中,手不能碰到“锯片” ,而
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且手要尽量远离这个部分。 3、要能牢固得握在手上,使用起来要很舒服。 (有很方便的摇动手柄。 )

让我们来一起认识一下我们要用到的齿轮。齿轮是有齿的轮状零件,外轮廓基本 呈圆形。通常两个或两个以上的齿轮啮合(咬合),其中一个转动,另一个就被带动, 也一起转动。

我们用齿轮来代替“锯片”的结构;转动的传动部分我们也采用齿轮结构。我们身边很多地 方都有齿轮,如:钟表、机器…… 据史料记载,远在公元前 400-200 年的中国古代就已经开始使用齿轮,在我国山西出土的青 铜齿轮是迄今巳发现的最古老齿轮,作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心 的机械装置。 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置 分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、 寿命长等特点。 齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。 在所有的机械传动中,齿轮传动应用最广,可用来传递任意两轴之间的运动和动力。齿轮传 动的特点是:齿轮传动平稳,传动比精确,工作可靠、效率高、寿命长,使用的功率、速度和尺 寸范围大。 齿轮传动的类型很多。根据两轴的相对位置和轮齿的方向,可分为以下类型: <1>圆柱传动;<2>锥齿轮传动; <3>交错轴斜齿轮传动。

认识一下材料中的中的各种大小的齿轮。

40齿齿轮

24齿齿轮

8齿齿轮

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可以通过轴来连接齿轮的中心, 并可以把这些轴穿在梁上的孔中。 这些都是乐高“正齿轮”。正齿轮一般提供同一平面上的转动的传递。 参考结构

思考题:齿轮互相啮合之后会产生什么样的效果? 你用手势表示一下可以吗?

齿轮距离太远,无法咬合

齿轮距离太近,也无法咬合

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设计一个摇动手柄。合适的距离,齿轮正常咬合!

中间再加 一个齿轮,这 样摇动手柄和 锯片之间的距 离就更远了, 更加安全。 3个齿轮 或更多齿轮在 一起,还能够 正常转动么?

试验与讨论
在你的圆盘锯中,用到了哪些齿轮?选用大的齿轮和小的齿轮,圆盘锯的转动速 度有什么不同?

加速齿轮(大齿轮转动,带动小齿轮)

减速齿轮(小齿轮转动,带动大齿轮)
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试一试哪一种转动的速度最快。把你设计的圆盘锯画下来,并记录下你设计的圆 盘锯转动的速度,快还是慢。 把你设计的圆盘锯和其他同学设计的圆盘锯放在一起比较一下,分别有哪些优点 和不足? 实施建议 根据情况是使用大齿轮带小齿轮还是小齿轮带动大齿轮,还是采用齿轮组。

检测与评估
你的圆盘锯比其它小朋友旋转的速度是慢还是快?为什么呢? 把你制作的圆盘锯画在下面。 评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:能够很好的进行切割工作 B:在切割过程中有部分零件散落 C:只使用了一个齿轮 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

人类模仿动物、植物的特点,发明了许多东西。你也想做个小小发明家吗?那么 就请你平时多思考,多注意观察周围的事物吧!
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资料与信息

世界上最小的钟表齿轮 http://www.pupk.com/geo/zt1/data/3236.htm 西觅亚在线课堂: www.semia.com

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基本知识点:通过桥了解结构 挑战知识点:学习、搭建斜拉桥

阅读与思考
1 你在哪里见过桥? 2 你都见过什么类型的桥?

试一试,怎样让积木稳定地距离桌面 5 厘米呢?

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生活中能见到这样的模型吗?(梁桥和斜拉桥) 两种模型分别说明了拱桥与斜拉桥的不同的受力方式 教学建议:联系生活中的桥的形态。可以先模仿,再设计。 ? 斜拉桥的定义: 斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上 的一种桥梁,是由承压的塔,受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体 系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减 小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。 斜拉桥的组成: 斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。 斜拉桥受力分析:斜拉桥承受的主要荷载并非它上面的汽车或者火车,而是 其自重,主要是我们脚下的主梁。以一个索塔来分析。索塔两侧是对称的斜 拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。斜拉索数量再多,道理也是一样 的。之所以要很多条,那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。 斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的 最主要桥型。斜拉桥是由许多直接连接到塔上的钢缆吊起桥面,斜拉桥由索 塔、主梁、斜拉索组成。

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设计与制作
设计一座桥。 1、桥要坚固,合理。 2、你的桥能跨越宽的河面吗? 3、尝试设计一座斜拉桥。
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数量:有独塔、双塔和多塔式 1、锁塔: 形状:有 A 形、H 形、倒 Y 形、钻石形 2、斜拉锁:

材料工具

思考题: 斜拉桥由哪几个部分组成?

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哪种连接方式可以搭建很长的结构?

搭建过程:

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试验与讨论

你设计的桥是什么类型的桥? 试一试,什么样的桥更坚固,什么样的桥跨度更长? 谁设计的桥最便于人们行走? 说一说,你怎样让桥更坚固?你的桥的各部分有什么作用? 如果斜拉锁拉的不平衡会怎么样呢?

检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:桥梁平衡稳定 B:桥梁基本稳定 C:桥梁不够平衡稳定 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般
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D:惨不忍睹!

资料与信息
桥的知识 http://baike.baidu.com/view/84286.htm 桥的例子 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%A1%A5&variant=zh-cn 西觅亚在线课堂: www.semia.com

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坚固的梯子
基本知识点:了解梯子的结构 挑战知识点:尝试动手解决生活中的问题

阅读与思考
书架非常高;当人们想拿架子上高处的书时,应该怎么办呢?一把梯子也许能帮上大 忙!

教学建议:由用梯子解决生活中的问题引入,引发探究兴趣。 梯子一般由两根长粗杆子做边,中间横穿适合攀爬的横杆,可以用于爬高。

设计与制作
设计一把可以折叠的梯子。 1、梯子要坚固。实验过程中梯子倒掉或损坏都不合格。 2、梯子能够折叠起来,便于人们运输。打开时不需要借助其他物体,自己就可
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以稳定的立住。

材料工具

长梁的长度不够,如何牢固的把它加长?

这样可以使结构加长。

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思考题:这几种连接方式能够牢固的连接吗?你有更好的办法吗?

这样的梯子够坚固么?注意折叠梯子的这个部分!

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这个部分有什么用?我们设计坚固的梯子需要这个部分吗?

试验与讨论
你的折叠梯子打开使用时,从它的侧面看是什么形状? 三角形的稳定性,在实际中有很多,如:照相三角支架、某些铁塔、电线杆、自 行车、房屋的金字架……

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观察身边的梯子,它们都是什么样子的?想一想,梯子为什么是这个样子的? 你能设计一个更好用的梯子吗?

检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
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执行情况 A:梯子坚固稳定 B:梯子能够使用 C:只设计出了梯子的形状 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

资料与信息
《简单机械(中文翻译版)》北京大学出版社 作者: Caroline Snow[美] 西觅亚在线课堂: www.semia.com

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美丽的塔
基本知识点:尝试高的稳定结构 挑战知识点:将想象的形象实现出来

阅读与思考
你在哪里见过塔?

说一说,你见到的塔是什么样子的? 你知道人们建造塔是作什么用的吗?
塔的作用 作观光用:许多城市都建有观光塔,塔上都设有观景台,登上高塔可以俯瞰城市景色;而在 一些自然风光区也有为方便游客欣赏美景而设立的观景塔。 作为游乐设施:建筑高塔可以供游客进行跳伞、蹦极、攀岩等极限娱乐活动 作为城市景观:高塔有时是作为城市景观出现的,比如巴黎的埃菲尔铁塔、上海的东方明珠 电视塔等。 扩大视野:在一些需要扩大视野覆盖面积的场合,人们常常建筑塔,如监狱的塔哨、边境线 上的了望塔、森林中的防火塔等 作为导航设施:作为导航设施的塔如灯塔、机场的指挥塔台等,借助较高的建筑可以更好的 散播灯光、无线电信号等导航信号,导航指挥人员也可以获得更好的视野。 作为通讯设施:高塔能够更好地传播无线电信号,许多塔是作为通讯设施而建设的,如中央
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广播电视塔、各色各样的移动通讯基站等 作为供水设施:将自来水泵入很高的水塔就可以依靠水自身的压强为高层的楼房供水 作为火箭发射的依靠物:高耸入云的火箭发射塔是发射场地常见的景观 收集太阳能:在一些大型的太阳能电站常常建有高塔,分布在地面的许多反光板将阳光反射 到高塔上,以加热塔中的蒸汽获得发电的动力 收集风能:在离地面较高的空中风速较大,在高塔顶端可以更加有效得收集风能 作为教堂的钟楼,如比萨斜塔是比萨奇迹广场大教堂的钟楼。 作为实验设施:利用塔进行的实验最著名得莫过于传说中伽利略在比萨斜塔进行的自由落体 实验了(尽管史实中并无关于此实验的任何正式记载) 。近代以来为科学实验专门建筑的高塔也不 在少数。

教学建议:联系学生对见过的塔的印象,通过讨论塔的特点引发兴趣。

设计与制作
设计一座塔。 1、塔要坚固、稳定。可以很好的立在水平面上。 2、有一定的高度。 (挑战一下你能做多高) 3、现实中的塔非常漂亮。设计一座美丽的塔。

想一想,你想制作一个什么样子的塔?可以把你的设计先画在纸上。

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分析你的材料。如何用它们实现你的设计?

思考题:怎样可以实现很高的结构,又不容易倒掉?

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下部大,上部小是容易稳定的结构

试验与讨论
你的塔够坚固吗?用手轻触它会倒掉吗?

底盘一定要牢固。底盘越大,整体结构越稳定。

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检测与评估
和同学互相交流一下,你设计的是什么塔。 看一看谁的塔最高,谁的最稳定,谁的最美观。 评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:塔能稳定的立住,有一定的高度 B:塔有一定的高度 C:只搭建了塔的形态 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:设计出了美丽的塔 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

资料与信息
塔的知识

http://baike.baidu.com/view/41390.htm
西觅亚在线课堂: www.semia.com

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会拐弯的车
基本知识点:轮轴 挑战知识点:分离轴,合并轴

思考与提问
1、知道汽车是怎么来拐弯的吗? 2、汽车拐弯需要哪些条件吗? 3、汽车上最拐弯起到至关重要的部分有哪些?

教学建议:老师课前先分别准备好两辆小车,一辆可以拐弯一辆是不能拐弯 的。给孩子们现场演示一下,让孩子们来感受。什么是真正意义上的拐弯!

设计与制作
设计一辆车 1、具有汽车的基本结构,有轮子、方向盘、驾驶舱…… 2、在弯曲的道路上驾驶一下,看看车是否能拐弯。 (老师课前在地板上画好弯曲 的道路) 3、为什么不能拐弯?问题在哪里? 设计一辆可以拐弯的小车 1、注意你的轮子是怎么连接安装到车上的。 2、给孩子们讲解并演示分离轴和合并轴。 3、强调方向盘对拐弯的重要性。

让我们来一起认识一下我们要用到的分离轴和合并轴。你会发现,当两个轮 子是被同一根轴同时固定在一起的时候,其中一个转动,另一个就跟着转动;但 是当你分别用轮轴把两个轮子分别固定的时候,一个转,另一个是不会跟着一起 转动的。
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用一根轴连接两个轮子---合并轴

将两个轮子分别用两个轴连接---分离轴

注意方向盘下面的轴要用轴套和下面的蓝色板固定起来 这个时候的轴就相当于实际汽车中方向盘下面的操纵杆

这时安装轮子的轮轴,可以用轴销转换来代替,更方便一些

试验与讨论
为什么要用分离轴车子才能拐弯呢? 实际上车子的前轮在拐弯的时候,是两个轮子同时在做圆周的运动。内侧的车轮 是在画一个小一些的圆周,并且速度慢一些;外侧的轮子是在画大一些的圆周,速度 要快一些。这样就可以完成拐弯了。但是若是把两个轮子用合并轴连接在一起,一个 轮子转动另一个轮子就跟着一起转动,这样它们俩的速度始终是一样的,这样是不可 能完成拐弯的。所以,要想使车子能拐弯,就一定要使用分离轴。 实施建议 把车子的前轮和后轮都安装成分离轴,你会发现它拐起弯来更灵活了。
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检测与评估
你的小车和其它小朋友比较起来,那个行驶起来更灵活?为什么呢? 把你搭建的能拐弯的小车画在下面。 评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:能够很灵活的拐弯 B:能拐弯,但很费劲 C:不能拐弯,只有基本的车子结构 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

生活中有很多有趣的现象,只要你用心的去观察就会有新的发现和收获。你也想 做个小小发明家吗?那么就请你平时多思考,多注意观察周围的事物吧!

资料与信息
西觅亚乐高活动中心课程《动力机械》 www.semia.com

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工具夹子
基本知识点:认识杠杆,并初步用来解决问题 挑战知识点:认识连杆

阅读与思考
情景引入 小明和好朋友们在社区的小花园里玩皮球。这一次,小明没有接住好朋友扔过来 的球,球骨碌碌地滚到了一棵树下的洞里了;洞还比较深,把手伸进去也够不着。该 怎么把球拿出来呢?现在只能用身边的材料来制作一把工具夹子把球从洞里夹起来 了。 我们一起设计并制作一个能够把球夹起来的工具夹子。 教学建议:故事引入课题或情景中的任务引入,引发探究兴趣。

设计与制作
设计一个工具夹子。 1、夹子要能灵活打开、合上。这是最基本的功能。 2、树下的洞比较深;工具夹子要长长的才好使用。 3、要有接触面粗糙、面积较大的夹子头和容易握着的手柄。 让我们来一起认识一下我们要用到的梁、横梁和销。梁和横梁都是中间带有孔的 长条形积木;销是中间有圆环、两侧的筒有开口的零件,基本呈圆筒状。通常用销来
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连接两根不同平面上的梁;它们就能够绕着共同的支点上下移动。

我们都见过剪刀,它是利用杠杆原理的最常见结构。 只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体就是杠杆。除了剪刀以外, 生活中常见的跷跷板、扳子、撬棒等,都是杠杆。 杠杆绕着转动的支撑点叫做支点,使杠杆转动的力叫做动力,阻碍杠杆转动 的力叫做阻力。当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时,杠杆将处于平衡状 态,这种状态叫做杠杆平衡。 杠杆原理是由阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出的。他首先 把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”,然后从这些公理出 发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。阿基米德根据这一原理 还作出了一系列的发明创造。据说,他曾经借助杠杆和滑轮组,使停放在沙滩上 的桅船顺利下水。在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中,阿基米德利用杠杆 原理制造了远、近距离的投石器,利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人,曾把罗 马人阻于叙拉古城外达 3 年之久。 此外,在我国历史上也早有关于杠杆的记载。战国时代的墨家曾经总结过这 方面的规律,在《墨经》中就有对杠杆原理的专门记载。这在世界物理学史上也 是非常有价值的。 剪刀利用两根杠杆,它们共有一个支点。 让我们用梁或横梁和销来制作一个具有剪刀式结构的工具夹子。

树下的洞比较深,我们怎样让夹子变得更长、更好用呢?你当然可以选择最长
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的梁或横梁,甚至把它们加长;不过还有一种更特别、更好用的方式,你可以来试试。 你见过这种升降机吗?它为什么能够自如地上升和下降?其中用到了几个剪刀 式结构?是怎么把它们连起来的?与仅用一个剪刀式结构相比,它有什么优点?

这是剪刀式升降机。其中用到了若干个剪刀式结构,通过两个结构的两端相连 构成的伸缩系统,也就是连杆。

连杆是连杆机构两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。 连杆多是钢件机构,两端有孔,孔内装有青铜衬套或滚针轴承,供装入轴销而构 成铰接。连杆是汽车发动机中的重要零件,它连接着活塞和曲轴,其作用是将活 塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动, 并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功 率。在剪刀式升降机中,连杆将横向的往复运动转变为横向的往复运动加纵向的 伸缩运动。 用盒子中的积木就能够制作出一个利用连杆原理的工具夹子,你可以尝试一下。

参考结构

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思考题:

使用连杆式的剪刀结构,与普通的剪刀结构有什么不同呢?

支点处在中点位置,两根梁的上下连接平稳;一个好用的工具夹子!

在夹子头处安装接触面大的钩子结构,夹东西是不是更方便了?

试验与讨论

在你的工具夹子中,用到了几个剪刀式结构来制作工具夹子?把支点放在中点位 置和非中点位置,效果有何不同?两根梁的上下连接平稳与不平稳时,效果有何不 同?

把你设计的工具夹子和其他同学设计的工具夹子放在一起比较一下,分别有哪些 优点和不足? 实施建议 根据情况选用连杆的长度。
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检测与评估

你的工具夹子比其它小朋友的更长、更平稳与好用吗?为什么呢? 把你制作的工具夹子画在下面。 评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:能够很好的夹起其它积木 B:在夹起过程中有部分零件散落,或支点不在中心位置、不够平稳 C:只使用了一个剪刀式结构 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

生活中还有很多利用杠杆和连杆的结构,你也来试着找找看吧!

资料与信息
什么是杠杆: http://baike.baidu.com/view/85065.htm 什么是连杆: http://baike.baidu.com/view/150407.htm 西觅亚在线课堂: www.semia.com

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翘翘板
基本知识点:平衡结构,摆动结构 挑战知识点:合理的结构的运用

阅读与思考
在游乐园或健身广场路的跷跷板非常受欢迎。跷跷板可以锻炼下肢协调性,增强 人体平衡能力。 你喜欢玩跷跷板吗?

我们一起设计并制作一个能够摇摆的跷跷板。
教学建议:由生活中学生玩过的跷跷板引入,引发设计兴趣。

设计与制作
设计一个跷跷板。 1、跷跷板能够上下摇摆。 2、跷跷板要稳定的放置在地上,摇摆时不能翻倒。
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材料工具
什么结构可以把零件加长?什么结构可以把零件加宽?

这样的结构可以实现水平连接。

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思考题:设计跷跷板的结构,应注意些什么?

对称的结构!

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试验与讨论
设计几种不同的翘翘板。和同学讨论一下,这几个方案分别有什么优点和缺点?

你玩过什么样子的跷跷板?你喜欢哪一种?

检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:跷跷板结构合理,很有趣 B:跷跷板能够摇摆 C:只搭建了跷跷板的形状 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:跷跷板很美观 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!
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资料与信息
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方便的桌子
基本知识点:坚固的结构 挑战知识点:尝试可变形(折叠)的结构

阅读与思考
小熊计划和朋友们去郊游,中午还要在外面野餐。朋友们太高兴了。小熊想在郊 游时带一张桌子, 可以在上面舒服的吃饭, 喝水。 可是家里的桌子太大了, 怎么办呢?

有了! 做一个方便的桌子。 最好能够折叠起来! 这样就能方便的带着它去郊游了。 教学建议:联系生活中的桌子形态。由生活中的问题,引出对折叠桌的需要。

设计与制作
设计一个桌子。 1、桌子要坚固,稳定。在上面放一些重的东西也不会损坏。 2、尝试设计一个可以折叠的桌子。 (折叠桌同样要坚固稳定)

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桌子要稳定得体在地上,至少要几个点支撑地面? 动手试试看。 一般最少要三个着力点。

最简单的四条腿的桌子。

试一试:什么情况下需要固定两点?什么情况下固定一点就可以了?

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思考题:怎样的桌子可以方便的折叠起来?

生活中常见的折叠桌

折叠桌的打开过程
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桌面和桌腿的连接部分 其中一侧是灵活滑动的,用于折叠 另一侧只能旋转,不能滑动 滑动的一边要有支撑定位的结构

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将四根腿用同一根轴连接在一起,是结构更坚固稳定

试验与讨论
检验一下,你的桌子能承载一瓶水吗? 你还见过什么样的桌子? 你能设计出更新奇的桌子吗?

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检测与评估
你一比谁桌子最坚固(上面能放置更重的物体) ;谁的桌子能折叠得最小。 评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:桌子坚固,稳定;可以很好的折叠 B:桌子比较坚固,稳定 C:之搭建出了不太坚固桌子 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

资料与信息
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道闸
基本知识点:认识蜗轮及蜗杆 挑战知识点:尝试运用蜗轮及蜗杆机构

阅读与思考
很多停车场的入口和出口,都有道闸。

道闸有什么作用? 道闸是怎样工作的?

教学建议:由讨论道闸的作用引入课题,引发探究兴趣。
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设计与制作
设计一个道闸。 1、道闸的横壁要能升降。 2、道闸的横壁在升降的过程中停下时,要保持不动。 (不能自行下落。 ) 3、有很方便的摇动手柄。

材料工具

蜗轮

蜗杆

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思考题: 蜗轮及蜗杆机构怎样应用到我们的设计中?

设计一个好用的摇动手柄,控制横壁升降。

试验与讨论
蜗轮及蜗杆机构 蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面 内相当于齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。 蜗轮及蜗杆的特点: 可以得到很大的传动比。蜗杆传动相当于螺旋传动,传动平稳。 具有自锁性。机构具有自锁性,可实现反向自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不 能由蜗轮带动蜗杆。如在道闸中使用的自锁蜗杆机构,其反向自锁性可起安全保护作 用。
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我们的周围还有哪些地方有道闸?他们都是怎样工作的?有什么作用?

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检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:道闸能够打开及关闭,并能在任意角度停止 B:道闸能够打开及关闭 C:道闸有可以活动的结构 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

资料与信息
蜗轮 知识 http://baike.baidu.com/view/1305935.htm 西觅亚在线课堂: www.semia.com

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陀螺
基本知识点:齿轮;齿轮咬合传动 挑战知识点:齿轮传动,齿轮的加速的运用

阅读与思考
提问引入 ? 大家都玩过陀螺吗?你是怎么样使它转起来的。 ? 每个陀螺转动的时间是一样长的吗?有什么办法能让它转得更快时间更长 呢? 教学建议:由学生生活中的经验引入,引发探究兴趣。

设计与制作
设计陀螺。 1、首先来制作用积木来制作一个陀螺,至少让它先能转起来。 2、改变一下陀螺的大小和形状,在轴上的位子(放在轴的最上面、中间、最下 面的位子) ,看看它的速度和时间会有什么变化? 3、用不同的材料来做陀螺,效果也会一样的。试着分别用大、中号齿轮,轮胎 来做齿轮试一试。 4、设计好陀螺以后,大家来用手指转一转,比一比看看谁的陀螺是最强的。速 度最快!保持转动的时间最长!

设计陀螺发射器 1、 首先想一想,平时玩的陀螺战斗王是怎样转得那么快的。 (有齿条,用齿条去 拉动陀螺) 2、利用学过的大小齿轮之间不同的传动速度,来做一个能使陀螺转动起来的发 射器。 3、要考虑到陀螺本身是否要带有齿轮?发射器上是否也要安装齿轮?两者怎么 有效的组合到一起呢?

陀螺参考模型:
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中国最早的娱乐项目——陀螺 也作陀罗, 闽南语称作“干乐”, 英文称之为“spinning top”, 日本语中以“独乐”表示, 称为“KOMA”。 传统古陀螺大致是木或铁制的倒圆锥形,现代已有各式各样的材质与形状出现。

陀螺的定义
◆国语日报字典:儿童玩具,下端有尖针,绕上细绳,急甩出去,在地上旋转。 ◆新辞典(三民书局):木制的儿童玩具,形状像弹头,用绳子从尖脚(可用竹、铁制成)绕向上 部,再以尖脚向地抛下,快速抽拉绳子,陀螺就会直立旋转。 ◆辞源(远流出版社):陀螺者,木制,如小空钟,中实而无柄,绕以鞭之绳,卓于地,急掣 其鞭。一掣,陀螺则转,无声也。视其缓而鞭之,转转无复往。转之疾,正如卓立地上,顶光旋旋, 影不动也。 ◆《玩游戏》的注解:任何东西,只要在重心的地方,插上一根棒子,再旋转棒子,来带动整 体的旋转,那就是陀螺。 ◆MSN Encarta Dictionary:a toy that spins around on a rounded or pointed base, traditionally a conical wooden toy that is set spinning by pulling a string wrapped around it. Also called spinning top .(译文:绕成一个圆形或在基准点转动的一种玩具, 传统的圆锥形木制玩具藉由拉扯缠绕 在它周围的绳子而转动。称作旋转陀螺。) ◆牛津辞典(东华书局):toy that spins and balances on a point, set in motion by hand, or by winding round it a string which is pulled away, and (in some case ) kept in motion by being whipped. (在一个点上保持平衡和旋转的玩具, 可使用手转或拉扯卷绕在它周围的绳子使其转动, (在 某些情况)可使用鞭打使其转动。)

思考题:

哪一种用积木做出来的陀螺用手转动得是最快的?

陀螺发射器:

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思考题:

把陀螺摆放在陀螺发射器的什么位子,就能很快速的转起来呢?

齿轮距离太远,无法咬合

齿轮距离太近,也无法咬合

两个齿轮的安放位子和咬合一定要很合理

陀螺的原理
当一个力学系统(物体)受到数力的作用,若其合力(大小、方向)为零,且各力对任一点之力矩 和亦为零时,就称此力学系统是处于平衡状态。换言之,当物体呈现一种「动者恒动、静者恒静」的状 态时,即可称之为「平衡」 。物体在很多情况下都能呈现平衡状态,不只是在静止的时候,当它在动的 时候也会达到平衡(包括星体的运行也是) ,有些平衡状态能持久,而有些只是短暂现象。一般而言, 静态的平衡大多属于稳定平衡,动态的平衡则多属于不稳定平衡;当陀螺受力旋转时,因各方向离心力 总和达到平衡,因此陀螺能暂时用轴端站立,保持平衡现象,接著受到空气阻力、地面摩擦、或陀螺重 53

心问题等各因素的影响,使其旋转的力道逐渐减弱,等到旋转的动力消失时,陀螺也跟著左摇右晃的倒 了下来。因此,如何制作挑选好的陀螺、拿捏抛掷的力道与掌握要诀,让陀螺抛得更准,转得更久,便 成为玩陀螺者挑战的终极目标。

试验与讨论
在你的陀螺中用到了哪个齿轮?你的陀螺发射器上选用了什么齿轮?你为什么 要这样来安排呢?

加速齿轮(大齿轮转动,带动小齿轮)

减速齿轮(小齿轮转动,带动大齿轮) 试一试着改变一下,能否做出速度更快的陀螺发射器呢? 除了陀螺发射器以外?陀螺本身的因素(大小、重量……)是否也会影响它的转 速呢? 实施建议 1、 陀螺上用最小的齿轮, 发射器上用安装最大的齿轮。 陀螺本身用轮胎来做, 试一试看。 2、 变色陀螺——准备一些油画棒和白纸还有剪刀。 在白纸上图上一些不同的 颜色,然后剪下和陀螺一样大小的圆盘,然后贴在陀螺的正上方,然后在 转一转陀螺,看看发生了什么变化?
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检测与评估
你的陀螺被发射器发射出来以后, 比其它小朋友的速度是慢还是快?为什么呢?

评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:能够很好的发射陀螺 B:在发射的过程中有部分零件散落 C:只做好的陀螺,没有发射器 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:陀螺和发射器配合默契,而且转得又快又久 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

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不到翁

阅读与思考
你玩过不倒翁吗? 当你推倒不倒翁时,它为什么总是能站立起来?

我们一起设计并制作一个有趣的不倒翁。 教学建议:由学生生活中的经验引入,引发探究兴趣。

设计与制作
设计一个不倒翁。不倒翁仅靠一个支点就能站立起来,用手碰它时摆动并回到平 衡状态。

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材料工具
本身是弯曲的零件,以及有弯曲角度的连接器,都可以实现弯曲的结构。

思考题:ABCD四个形状的不倒翁, 哪个能够靠支点成功站立起来?

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动手实践证明你的判断! 只有 A 能够站立起来,因为只有它的中心在支点的下面。

试验与讨论
物体的重心越低越稳定,也就是说,上轻下重的物体比较稳定。当不倒翁在竖立 状态处于平衡时,重心和接触点的距离最小,即重心最低。偏离平衡位置后,重心总 是升高的。因此,这种状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆,总是不倒 的。再比如像我们在科技馆看到的“锥体上滚”实验,也是这个道理,由于锥体的形 状和两边轨道的形状,使它的重心在下降,但看起来好像在上升,向上滚与生活中的 事实不符合。但它只是一种假像,看到它的本质,还是重心降低了,因此重心越低越 稳定。 在生活中为增加物体的稳定性,我们常采用加重下面的重量,如电扇底座、话筒 架、公共汽车站牌等。

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检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:不倒翁能摆动并回到平衡状态 B:不倒翁仅靠一个支点就能站立起来 C:搭建出了不倒翁 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:样子很有趣 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

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风车
基本知识点:坚固结构;旋转 挑战知识点:给风车添加一个功能

阅读与思考
风车也叫风力机, 是一种不需燃料、 以风作为能源的动力机械。 古代的风车, 是从船帆发展起来的,它具有 6~8 副像帆船那样的篷,分布在一根垂直轴的四 周,风吹时像走马灯似的绕轴转动,叫走马灯式的风车。这种风车因效率较低, 已逐步为具有水平转动轴的木质布蓬风车和其它风车取代,如“立式风车”、 “自动旋翼风车”等。 2000 多年前,中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾 磨谷物。12 世纪以后,风车在欧洲迅速发展,通过风车(风力发动机)利用风 能提水、供暖、制冷、航运、发电等。 荷兰被誉为“风车之国”, 风车是荷兰的象征。荷兰坐落在地球的盛行西风 带,一年四季盛吹西风。同时它濒临大西洋,又是典型的海洋性气候国家,海陆 风长年不息。这就给缺乏水力、动力资源的荷兰,提供了利用风力的优厚补偿。 荷兰风车,最大的有好几层楼高,风翼长达 20 米。有的风车,由整块大柞 木做成。18 世纪末,荷兰全国的风车约有 12000 架,每台拥有 6000 匹马力。这 些风车用来碾谷物、粗盐、烟叶、榨油,压滚毛呢、毛毡、造纸,以及排除沼泽 地的积水。正是这些风车不停地吸水、排水,保障了全国三分之二的土地免受沉 沦和人为鱼鳖的威胁。20 世纪以来,由于蒸汽机、内燃机、涡轮机的发展,依 靠风力的古老风车曾一度变得暗淡无光,几乎被人遗忘了。但是,因为风车利用 的是自然风力,没有污染、耗尽之虞,所以它不仅被荷兰人民一直沿用至今,而 且也成为今日新能源的一种,深深地吸引着人们。目前,荷兰大约有 2000 多架 各式各样的风车。

情景引入 小明想利用一种环保而又方便的能源来做一些事情, 比如提水、 搬运之类的事情, 或者可以把这些能量存储起来。他想到了荷兰的风车,让我们现在帮助小明搭建一座 风车吧。 我们一起设计并制作一个能够随风旋转的风车吧。
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教学建议:知识介绍或情景中的任务引入,引发探究兴趣。

设计与制作
设计一个风车。 1、事先用较硬的纸裁剪好一块正方形(14cm X 14cm 左右) ,四角和中间打上孔, 制作成为风车扇叶。 2、风车的扇叶是要旋转的,所以可以把扇叶固定的轴上面。利用打好的孔可以 把轴穿进取,并用适当的积木固定紧。 3、风车的扇叶很大,我们需要把扇叶固定在一定的高度,我们应该选择最长的 梁,或者把梁加长, 4、设计一个坚固、稳定的底座,能够支撑住整个风车。

公元 7 世纪在西亚—大概在叙利亚,建造了第一批风车。世界上的这个地区 有强风, 几乎总是朝着相同的方向吹, 因此就面向盛行风而建造了这些早期风车。 它们看上去不像如今所见到的风车,而是有着竖式轴,轴垂直排列着翼,与旋转 木马装置上排列着木马很相似。 12 世纪末在西欧出现了第一批风车。有些人认为,在巴勒斯坦参加了十字 军东侵的士兵们回家时带回了关于风车的信息。但是,西方风车的设计与叙利亚 的风车迥然不同,因而它们可能是独立发明出来的。右图:典型的地中海风车有 着圆形石塔和朝向盛行风安装的垂直翼板。它们仍用于磨碎谷物。 西方风车的不同之处在于翼板环绕着垂直面而转动。 因为风在欧洲比在西亚 较为变化不定, 所以风车还另有一个机械装置, 以使翼板面对着风来的方向转动。 左图:在丹麦圣瑞斯的埃洛岛上,现代风车与供电的发电机相连。 风车在如今已很少用于磨碎谷物,但作为发电的一个手段正在获得新生。 “装有发电涡轮机的农场”是由驱动发电机的大型风车组构成的。 近代风车主要用于发电,由丹麦人在 19 世纪末开始应用,20 世纪经过不断 改进趋于成熟,功率最大达到 15MW。 你的风车能够平稳、坚固的站在地面上么? 你是如何做到的呢?讲一讲,和小朋友们分享一下。
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让我们来一起了解一些坚固、稳定的结构吧。

可以通过销来连接两个相邻的梁。 结构中的两个蓝色的梁中间需要添 加两个片的的厚度,才能够于白色 的梁连接。

思考题:这样的结构够结实、稳定吗?那么它为什么这样稳定呢?
去掉一个销还能够保持稳定吗?

试验与讨论
试一试你的风车能够在风的作用下旋转起来吗?如果不能,那么问题出在什么地方呢? 扇叶的中心位置是否被积木夹紧?

轴是否能够来梁的孔中自由的转动呢?
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现在试一试你的风车能够随风而动吗? 风车可以帮助人类做好多的事情,比如提水桶,拉货物等等。那么,你能为你的 风车添加一个功能吗?让它可以帮我们做一些事情。

检测与评估
你的风车比其它小朋友旋转的速度是慢还是快?为什么呢?

评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:能够很好的随风转动 B:扇叶在转动时候会有击打的声音 C:风车站立的不稳定 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

资料与信息
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吹风机
基本知识点:电能的应用 挑战知识点:解决生活中的问题

阅读与思考

一天,凯利和妈妈去游乐园玩。

她们玩的很开心很开心。

但是在晚上回家的时候下起了大雨。凯利和妈妈的头发和衣服都被淋湿了。 回到家后,凯利想:用什么可以把衣服和头发都弄干呢? ——吹风机!

设计与制作
设计一个吹风机。 1、吹风机是电动的。 (要使用电池盒和马达。 ) 2、吹风机要能够吹出风。 (可以用硬纸来折出扇叶,也可以用积木搭建出扇叶的 样子。 )
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3、要搭建出吹风机的形状,方便人们的使用。 吹风机: 是由一组电热丝和一个小风扇组合而成的。 通电时, 电热丝会产生热量, 风扇吹出的风经过电热丝,就变成热风。如果只是小风扇转动,而电热丝不热,那么 吹出来的就只是风而不热了。 吹风机的种类虽然很多,但是结构大同小异,都是由壳体、手柄、电动机、风叶、 电热元件、挡风板、开关、电源线等组成。 有的吹风机的电热元件由二段或者三段电热丝组成,用来调节温度,由选择开关 控制。 吹风机是电动的。要使用电池盒和马达。马达与电池盒的正确连接。要能够吹出 风,可以用硬纸来折出扇叶,也可以用积木搭建出扇叶的样子。

吹风机的形状,直角形,要方便人的使用。接近真实事物。

让我们来一起认识一下我们要用到的马达。马达在电能驱动下能过旋转起来。马 达后面有一根黑色的导线,马达的前端有一个能够转动的十字形孔。

电池盒就是一个装有电池的盒子,能够为马达提供需要的电能。电池盒上端有一 个黄色的开关。旁边的金属部分能够与导线相连。

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试一试,你能把马达和导线相连,让马达动起来吗?

思考题:马达在转动的时候有几个方向呢



把开关扳向一端, 指示灯亮起来, 电池 盒供电,马达就会转动。

把开关扳向中间位置,指示灯不亮, 电池盒不向马达供电。

把开关扳向另一端,指示灯会亮起来, 马达会向另一个方向转动。

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试验与讨论
利用电池盒和马达来搭建出一个吹风机。

试一试你的吹风机能够吹出风来吗? 想一想吹风机是怎么样吹出风来的?你还知道什么机器能够吹出风来呢?

检测与评估
和你的同学比一比,谁的吹风机风力大?为什么呢?

评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:吹风机能够很好的吹风 B:吹风机的马达能转动 C:制作出了吹风机 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

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滑行车

阅读与思考
轮子被视做人类最古老、最重要的发明之一。在掌握锋利而坚固的工具以前,人 类是不可能拥有轮式车辆的。用石器工具难以将木头加工成合适的圆柱形,更不必说 复杂到带辐条的轮子了。轮子最普遍的用途是运输。也许车轮的最伟大作用是使人可 以搬动大大超过自身重量的物体。

想一想,为什么汽车的轮子是圆形的?你想象的汽车是什么样子的?

设计与制作
设计一辆滑行车,它要能够平稳、灵活地沿直线滑行。 可选材料:

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参考提示:

最简洁的构造,可能是最好的!

把你设计的最喜爱的滑车画下来。

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试验与讨论
检查所有的轴和轴套,看看轮子 是否很顺利地滚动?让你的滑车从斜 面上滚下来。 哪辆车能够行驶得最远? 是重 负载,还是轻负载的? 注:拿一个零件,放在你预测小 车会停在轨迹上的地方。 每次测试之 后重新设置这个点.

我的预测

我的测量

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更长的标尺和更陡的坡: 调整坡度的高度位置到 30 厘米或更高,测试你各种各样的滑车。

我的预测

我的测量

当斜面变得更陡,你发现:

1、介绍你设计的小车。小车滑行的距离和哪些因素有关? 2、你是怎样让滑行车能够滑行得更远的? 3、思考一下为什么小车最后总是会停下来?
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检测与评估

评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:能够滑行得很远 B:在切割过程中有部分零件散落 C:只使用了一个齿轮 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

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风帆车

阅读与思考
杰克和约翰在屋子外面玩。这时刮起了大风,乒乓球打不成了,很多游戏都没法 玩了。约翰提议:制作一辆靠着大风就能形式的小车!杰克说: “太棒了,像帆船那 样!现在就开始吧! ” 风帆运动顾名思义,就是在帆板上安装风帆,利用风力使帆板在水面上作轻快地 高速滑行的体育运动。从运动角度来看属于帆船的一部分,但帆板可以做腾空、大回 转等各种技巧动作,比起帆船更加有意思,趣味也更强。

教学建议:情景中的任务引入,引发解决问题的兴趣。

设计与制作
设计一辆小车,能够借助风力快速行驶。
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材料工具

各种连接、固定工具能将风帆牢度的固定在小车上。

思考题:风帆以什么角度安装在车上最好?

当有风吹来时,小车向前直线行驶
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试验与讨论
设计不同形状的帆,尝试以不同的角度安装在车上。在同一起点对静止的小车吹 风,使小车向前行驶。

试一试怎样能使小车行驶得更远。记录下小车形式的距离。 除了帆,还有哪些因素影响你的小车行驶的距离?

检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:小车能够靠风力直线行驶较长的距离 B:小车能够靠风力前进 C:只设计出了带风帆的小车 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:有漂亮的风帆 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

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电动车
基本知识点:简单电路的连接 挑战知识点:初步理解相同速度下,时间与路程的关系

阅读与思考
世界上第一辆电动汽车于 1881 年诞生,发明人为法国工程师古斯塔夫?特鲁夫, 这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车,而在 1873 年,由英国人罗伯特?戴维森用一次 电池作动力发明的电动汽车, 并没有列入国际的确认范围。 后来就出现了铅酸、 镍镉、 镍氢电池,锂离子电池,燃料电池作为电力的电动车。电动车按类型分可分为电动自 行车,电动摩托车,电动汽车;按电力提供的方式可以分成两大类,一是连接外部电力 线来获得电力,另外就是用电池作为电力。 你玩过电动玩具车么?你了解电动车的内部结构么?来吧,我们自己设计并搭建 一辆电动的小车! 教学建议:电动车很有趣,由知识点引入即可引发探究兴趣。

设计与制作
思考一下,如何使你的小车靠电能前进?你需要哪些材料? 材料工具

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下面我们来了解一下电路的知识。每个电动玩具和家用电器内部都有电路。 电路由电源,用电设备,导线和辅助设备四大部分组成。一个能够正常工作的电 路必须包括它们。下面我们来了解一下这四个部分。

1.电源 电源是提供电能的设备,例如电池和发电机等。电源的作用是为电路提供电能。 有电源提供电能,马达才能转动,灯泡才能发光。我们制做的电动模型,很多都是采 用几节电池组成的电池组作为电源。

2.用电设备 在电路中使用电能的各种设备统称为用电设备,也叫做负载。通常使用的灯泡, 电机,及复杂的电器等都可称为用电设备。负载的功能是把电能转变为其他形式能。 例如,电炉把电能转变为热能;电动机把电能转变为转动的机械能,等等。通常使用 的照明器具、家用电器、机床等都可称为负载。

3.导线 连接导线用来把电源、用电设备和其他辅助设备连接成一个闭合回路,起着传输 电能的作用。我们用导线将电路中的每个零件连接起来,它们才能一起正常工作。 4.辅助设备 辅助设备包括各种开关、保护装置及测量仪表等,是用来实现对电路的控制、分 配、保护及测量等作用的。开关对电路来说是非常重要的。材料中的开关是和电池箱 连在一起的。

小车的基本结构

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齿轮能够进行很好的连接。

电池与开关的几种状态

试验与讨论
将电动车放在平直的跑道上,测试一些它行驶以下不同的距离所需要的时间。每 次测试前,先估计一个时间。测量后看看实际用的时间和你估计的时间是否接近。

比较电动车行驶不同的距离所用的时间,它们有什么规律?
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检测与评估
评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:小车能够靠电力前进 B:小车马达能够转动 C:搭建出了小车 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹!

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起重机
基本知识点:滑轮;滑轮皮带传动;定滑轮,动滑轮; 挑战知识点:皮带传动中的滑轮搭配,滑轮的加速和减速现象

阅读与思考
你见过吊车吗? 生活中有哪些吊车,你见过下面图中的吊车吗?

什么是起重机? 1 起重机包括吊车, 吊车是起重机里的一部分. 2 汽车式起重机和轮胎式起重机是完全不同的:

汽车式起重机是把起重机安装在载重汽车底盘上的一种起重机.近年来由于汽车载重能力的 不断提高, 各种专门的汽车底盘的产生,致使大吨位的汽车式起重机不断的涌现, 由于液压 机构被广泛地用在汽车起重机上, 用高强度钢材作为起重机的臂杆,使它无论在操作上还是 在使用性能方面都具备了很多的优越性.因此,汽车式起重机是目前使用最广泛的一种起重 机.

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轮胎式起重机是将起重机装在有重型轮胎和轮轴组成的底盘上,并设有四个支腿.它是由履 带式起重机演变而成,将行走机构的履带和行走支架部分变成有轮胎的底盘,克服了履带起 重机履带板对路面造成破坏的缺点,行使的速度也较履带起重机快.由轮胎起重机所架的四 个支腿,增强了起重机在吊装作业时的稳定性.它的起重量比较大,并可向任何方向回转 360 度,但吊重时需要打支腿,以增加起重机的稳定性能.在不打支腿的情况下作业或吊重行走, 需要减少起重量.必须保证道路平整坚实,轮胎的气压要符合要求,荷载要按照原机车性能的 规定进行.同时重物吊离地面不得超过 50CM,并栓好溜绳缓慢行驶.禁止带负荷长距离行走.

滑轮,古代人称它“滑车”。应用一个定滑轮,可改变力的方向;应用一组适当 配合的滑轮,可以省力。

小明的叔叔在修补屋顶,他有很多修理屋顶的工具,而且每次修理屋顶时都要搬 上搬下的,非常麻烦,小明想帮助叔叔找到可以方便将工具送上屋顶的方法,但一直 都找不到,你可以帮助小明的叔叔将很重的工具运到屋顶上吗?给小明的叔叔设计并 制作一个简单的吊车。 修理屋顶时需要工具和材料,你能方便的把工具和材料送到屋顶吗? 教学建议:故事引入课题或情景中的任务引入,引发探究兴趣。

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设计与制作
设计一个简易吊车 1、吊车可以稳定的立在地面上,不可以翻到。 2、吊车要利用滑轮的特性,将物体抬举到一定的高度。 3、把手要能牢固得握在手上,使用起来要很舒服。 (有很方便的摇动手柄。 )

让我们来一起认识一下 滑轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘 的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)所组成的可以绕着中心轴转动的简单机械叫 做滑轮。 滑轮是变形杠杆,属于杠杆类简单机械。在我国早在战国时期的著作《墨经》 中就有关于滑轮的记载。中心轴固定不动的滑轮叫定滑轮,是变形的等臂杠杆, 不省力但可以改变力的方向。中心轴跟重物一起移动的滑轮叫动滑轮,是变形的 不等臂杠杆,能省一半力,但不改变力的方向。实际中常把一定数量的动滑轮和 定滑轮组合成各种形式的滑轮组。滑轮组既省力又能改变力的方向。 工厂中常用的差动滑轮(俗称手拉葫芦)也是一种滑轮组。滑轮组在起重机、卷 扬机、升降机等机械中得到广泛应用。 其实滑轮就像在直径端带有凹槽(座圈)的轮子。LEGO TECHNIC 套装中包含了 4 种滑轮(如图 2.16)

图 2.16

滑轮

最小的滑轮(a)实际上就是半个轴套,常常用来固定轴,以防止轴前后滑 动,因为它也有座圈,也称其为滑轮。它的半径是 1 个乐高单位,厚度是半个乐
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高单位。(b)中的滑轮厚度为 1 个乐高单位,宽 1.5 个乐高单位。它两面不对 称,因此它的凹槽也不在中心位置。在带有橡皮圈的轴孔的一端可以与微马达连 接。(c)中的滑轮直径是 3 个乐高单位,厚度也是半个乐高单位。(d)中大滑 轮的直径是 4.5 个乐高单位,厚度为 1 个乐高单位。 滑轮分为:定滑轮和动滑轮 定滑轮 定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可改变作用力方向. 定滑轮的特点:通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮,弹簧秤的 读数是一样的。可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下,改 变力的方向会给工作带来方便。 动滑轮 动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省 1/2 力多费 1 倍距离. 使用动滑轮能省一半力, 费距离。 这是因为使用动滑轮时, 钩码由两段绳子吊着, 每段绳子只承担钩码重的一半。 滑轮组 滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向. 使用滑轮组虽然省了力,但费了距离,动力移动的距离大于重物移动的距离. 滑轮组的用途:为了既节省又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成 滑轮组。

试验与讨论
你的吊车可以将物体运到屋顶吗?是如何做到的。
讲述定滑轮的作用:改变方向。

将物体抬举到一定高度后松手,吊起的重物能保持在空中不掉下来 吗?
引导学生将棘轮安装上,使重物保持不掉!
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改造吊车在上面加上一个动滑轮,再次转动手柄,你的感觉如何? 讲述动滑轮的作用:可以省力。 实施建议 根据情况是使用动滑轮,并简单介绍动滑轮的省力原理。

检测与评估
你的吊车比其它小朋友能抬起更重的物体吗?为什么? 评价和标准 在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40% 执行情况 A:能够很好的进行抬举工作 B:在抬举过程中有部分零件散落 C:不能稳定的抬起重物。 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:和实际的很像 B:不错 C:一般 D:惨不忍睹! 在我们的生活中有各种各样的起重机,它们都是如何工作的,仔细观察生活中, 为我们提供方便的起重机, 试着搭建一个工地上的塔吊, 看看它各个部分实现的功能。

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天平

阅读与思考
玩具猪和玩具老鼠那个质量更大(哪个更重)?怎样能够更准确的测量出它们的 质量呢?

天平用于称量物体质量。 常用的天平,由托盘、刻度尺、指针、标尺、游码、砝码等组成。 一种衡器。由支点(轴)在梁的中心支着天平梁而形成两个臂,每个臂上挂着一个 盘,其中一个盘里放着已知重量的物体,另一个盘里放待称重的物体,固定在梁上的指 针在不摆动且指向正中刻度时的偏转就指示出待称重物体的重量。 教学建议:由解决生活中的问题引入,引发探究兴趣。
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设计与制作
设计一台天平称。 1、天平称要有两个托盘,用与放被测物体和测量物体(或已知质量的物体,如砝 码)。 2、当天平两边物体质量基本相等,天平要左右平衡。 3、可以通过设计指针和分度盘,来显示结果。

材料工具 在天平的结构中,如何使两根梁水平连接和垂直连接?
86

这个结构可 以实现垂直 连接。

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指针和分度盘的设计

试验与讨论

天平两边放上质量基本相能的物体,天平要能够保持平衡。

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检测与评估
你设计的天平称,能够很好的测量物体质量吗?它的测量结果准确吗?

评价标准:在你的作品完成最后的执行情况占 60%,创意和美观占 40%
执行情况 A:能够很好的测量物体质量 B:基本对称,稳定 C:有能够摆动的结构 D:没有可以展示的作品 创意和美观 A:对称美观 B:和实际的很像 C:一般 D:惨不忍睹!

资料与信息
《简单机械(中文翻译版)》北京大学出版社 作者: Caroline Snow[美] 西觅亚在线课堂: www.semia.com

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