樂高教學教育9686動力機械教案

1、education杠桿LEGO and the LEGO logo are trademarks of the/sont des marques de commerce de/son marcas registradas deLEGO Group. ?2009 The LEGO Group./.三類杠桿的支點和負荷各在一端，作用力在中間。常見例子有鑷子和冰夾。簡易機械：杠桿杠桿可能是最常用的簡易機械。杠桿是 用一根硬棒或者結(jié)實物體來傳遞力 。杠桿有一 個支點，能被用來改變 施力（作用力），改變方向和改變運動的距離。 作用力、一個 支點和一個負荷就是每個杠桿都擁有的三個特征。根據(jù)這三個特征的不同

2、位置 ，可以 區(qū)分岀一類、二類和三類杠桿。負荷作用力支點一類杠桿 的支點位于 作用力和負荷之間。常見的例子有蹺蹺板、鐵撬、堆垛機和剪子。二類杠桿 的支點和作用力各在一端，負荷在兩者之間。常見例子有核桃夾、獨輪推車和 開瓶器作用力負荷支點你知道嗎？1杠桿這個詞來源 于法語levier,意思是“抬起”。/.A1搭建手冊 1A11A1，第 2 2 至 3 3 頁按下杠桿，抬起負荷。描述抬起負荷有多費力或多容易。標注岀支點、負載和作用力。用一個圓圈確切地表示 岀各個的位置。屬于幾類杠桿？A2搭建手冊 1A21A2,第 4 4 至 5 5 頁抬起杠桿。描述舉起負荷時有多費力或多容易。標岀支點、負荷和 作

3、用力。用一個圓 圈確切地表示岀各個的位置。屬于幾類杠桿？A3搭建手冊 1A31A3,第 6 6 至 7 7 頁 抬起杠桿。描述舉起負荷時有多費力或多容易。 標岀支點、負荷和作用力。用一個圓圈確切地表示岀各個的位置 屬于幾類杠桿？/educationfI4杠桿J/.三類杠桿的支點和負荷各在一端，作用力在中間。常見例子有鑷子和冰夾。簡易機械：杠桿杠桿可能是最常用的簡易機械。杠桿是 用一根硬棒或者結(jié)實物體來傳遞力。杠桿有一 個支點，能被用來改變 施力（作用力），改變方向和改變運動的距離。 作用力、一個 支點和一個負荷就是每個杠桿 都擁有的三個特征。 根據(jù)這三個特征的不同位置，可以 區(qū)分岀一類、二類和

4、三類杠桿。I I二作用力支點一類杠桿 的支點位于 作用力和負荷之間。常見的例子有蹺蹺板、鐵撬、堆垛機和剪子。二類杠桿 的支點和作用力各在一端，負荷在兩者之間。常見例子有核桃夾、獨輪推車和 開瓶器。1你知道嗎？ 杠桿這個詞來源于法語levier,意思是“抬 起”。負荷彳支點負荷作用力/.A1這個模型屬于一類杠桿。作用力和負荷各在一端，支點在中間。這個模型用最小的力移動負荷。沒有橫線A2這個模型屬于二類杠桿。 作用力和支點各在一端，負荷 在中間。需要移動負荷的 作用力大約是負荷力的一半。A3這個模型屬于三類杠桿。支點和負荷各在一端，作用 力在中間。盡管所需的作用力比直接舉起負荷的力還 要大，使用三

5、類杠桿的優(yōu)勢是負荷被移動的距離比作 用力舉起的更長。作用力負荷作用力作用力負荷支點負荷支點輪和軸/.簡易機械：輪和軸輪和軸通常是圓形物體， 一般是一個大輪子和小一些的軸。 通常被牢固地固定在一起。輪和軸總是以相同的速度旋轉(zhuǎn)。因為輪子的周長更大，輪子的表面旋轉(zhuǎn)速度會更快一距 離也更長。和把負荷放在地上拖著相比較，在小車上放一個負荷，幾乎總會減少摩擦力?？茖W和工 程里的輪子不總是用在交通工具上。有溝槽的輪子叫做滑輪，有齒的輪子叫齒輪。輪和軸的常見例子有搟面杖、溜冰鞋和手推車。軸你知道嗎？迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個 輪子是大約5,600年前蘇 美爾人制作的。./.B1搭建手冊 B1B1 第一冊，第 8-9

6、8-9 頁 在桌子上，直線推動模型小車。 描述發(fā)生了什么?，F(xiàn)在試試小車曲線行駛，急轉(zhuǎn)彎。 描述發(fā)生了什么。B2搭建手冊 B2B2 第一冊，第 10-1110-11 頁 在桌子上，直線推動模型小車。描述發(fā)生了什么。現(xiàn)在試試小車走之字形路線，急轉(zhuǎn)彎。 描述發(fā)生了什么。和前面的小車比較。B3搭建手冊 B3B3 第一冊，第 12-1512-15 頁 在桌子上，直線推動模型小車。描述發(fā)生了什么?，F(xiàn)在試試小車走之字形路線，急轉(zhuǎn)彎。 描述發(fā)生了什么。和前面的小車比較。/.B4搭建手冊 B4B4 第一冊，第 16-1716-17 頁 描述發(fā)生了什 么及轉(zhuǎn)動手柄時萬向節(jié)的運動。輪和軸/.簡易機械：輪和軸輪和軸通

7、常是圓形物體， 一般是一個大輪子和小一些的軸。 通常被牢固地固定在一起。輪和軸總是以相同的速度旋轉(zhuǎn)。因為輪子的周長更大，輪子的表面旋轉(zhuǎn)速度會更快一距 離也更長。和把負荷放在地上拖著相比較，在小車上放一個負荷，幾乎總會減少摩擦力?？茖W和工 程里的輪子不總是用在交通工具上。有溝槽的輪子叫做滑輪，有齒的輪子叫齒輪。輪和軸的常見例子有搟面杖、溜冰鞋和手推車。軸你知道嗎？迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個 輪子是大約5,600年前蘇 美爾人制作的。./.B1這個模型小車的軸是分離的。小車直線或者曲線行駛、 急轉(zhuǎn)彎時，容易轉(zhuǎn)向。分離軸允許輪子以不同的速度轉(zhuǎn) 動。沒有橫線B2這個模型小車的軸是固定的。直線行駛時很容易轉(zhuǎn)向

8、。但 是曲線行駛包括急轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向困難，因為輪子不能以不 同的速度轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎時，一個輪子總打滑。B3這個模型小車有一個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。直線或曲線行駛包括 急轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向很容易。分離軸允許輪子以不同的速 度轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)向輪能夠很好 地控制住。/.B4這個模型小車有一個萬向節(jié)。搖手柄時，旋轉(zhuǎn)的運動通過 處于一個角度的萬向節(jié)傳給輸出。輸入和輸出的速度比是1:11:1。/education*滑輪/.簡易機械：滑輪皮帶驅(qū)動的滑輪有一個連續(xù)的皮帶連接兩個輪子。受到外力作用（施力）的輪子叫主動 輪，另一個叫從動輪。主動輪提供輸入力，從動輪提供輸出力。主動輪轉(zhuǎn)時，皮帶跟著運動，使從動輪也朝相同的方向轉(zhuǎn)動。如果主動輪比從

9、動輪小，從動輪會比主動輪轉(zhuǎn) 的慢。驅(qū)動滑輪的皮帶依賴皮帶的摩擦來傳遞運動。如果皮帶太緊，皮帶會導致滑輪軸和軸承 產(chǎn)生多余的摩擦力。如果皮帶太松會打滑，施力沒有被有效利用。打滑是有皮帶運轉(zhuǎn)的 機械負荷過重時的一個保證安全的保護功能。提重物時，復合滑輪的輪子可以組合成一個舉起的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能更容易 起。使用單個滑輪舉起負荷不會更省力，但是它能改變運動的方向，而不必增加速度或者 力。單個滑輪只允許你通過拉繩子舉起一個重物。有動滑輪，也有定滑輪。定滑輪和動 滑輪之間的區(qū)別就是重物被移動時，定滑輪不會上下移動。定滑輪通常被固定在頂楔或者椽子上，只能繞著軸轉(zhuǎn)動。在舉起或者拖拉的系統(tǒng)里，復 合滑輪的輪子在

10、一個軸上，被叫做滑輪組。常見的例子有百葉窗、窗簾和旗桿。地把重物舉你知道嗎？滑輪是在英格蘭開始被大 量生產(chǎn)的。19世紀初時, 也就是拿破侖戰(zhàn)爭時，人 們生產(chǎn)滑輪，給英國皇家 海軍的戰(zhàn)艦提供滑輪組。/.C1搭建手冊 C1C1 第一冊，第 1818 頁轉(zhuǎn)動手柄，描述主動輪和 從動輪的速度。然后慢慢增加你握著輸出指針的力，描述發(fā)生了什么。C2搭建手冊 C2C2 第一冊，第 1919 頁轉(zhuǎn)動手柄，描述主動輪和 從動輪的速度。然后慢慢增加你握著輸出指針的力，描述發(fā)生了什么。C3搭建手冊 C3C3 第一冊，第 2020 頁轉(zhuǎn)動手柄，描述主動輪和 從動輪的速度。然后慢慢增加你握著輸出指針的力，描述發(fā)生了什么

11、。/.C4搭建手冊 C4C4 第一冊，第 2121 頁 轉(zhuǎn)動手柄， 描述主動輪和從動輪的速度。然后慢慢增加你握著輸出指針的力，描述發(fā)生了什么C5搭建手冊 C5C5 第一冊，第 22-2322-23 頁轉(zhuǎn)動手柄，描 述主動輪和從動輪的速度。 標出主動輪和從動輪。準確地圈出每個輪子。C6搭建手冊 C6C6 第一冊，第 24-2524-25 頁轉(zhuǎn)動手柄，描 述主動輪和從動輪的速度。 標出主動輪和從動輪。準確地圈出每個輪子。/.C7搭建手冊 C7C7 第一冊，第 26-2726-27 頁轉(zhuǎn)動手柄，描 述主動輪和從動輪的速度。標出主動輪和從動輪。準確地圈出每個輪子。C8搭建手冊 C8C8 第一冊，第 2

12、8-3128-31 頁提起繩子, 重物被舉起。描述發(fā)生了什么。C9搭建手冊 C9C9 第一冊，第 32-3532-35 頁提起繩子, 重物被舉起。描述發(fā)生了什么。/.CIO搭建手冊 C10C10 第一冊，第 3636 頁提起繩子，重 物被舉起。描述發(fā)生了什么。/education叫r/.簡易機械：滑輪皮帶驅(qū)動的滑輪有一個連續(xù)的皮帶連接兩個輪子。受到外力作用（施力）的輪子叫主動 輪，另一個叫從動輪。主動輪提供輸入力，從動輪提供輸出力。主動輪轉(zhuǎn)時，皮帶跟著運動，使從動輪也朝相同的方向轉(zhuǎn)動。如果主動輪比從動輪小，從動輪會比主動輪轉(zhuǎn) 的慢。驅(qū)動滑輪的皮帶依賴皮帶的摩擦來傳遞運動。如果皮帶太緊，皮帶會導

13、致滑輪軸和軸承 產(chǎn)生多余的摩擦力。如果皮帶太松會打滑，施力沒有被有效利用。打滑是有皮帶運轉(zhuǎn)的 機械負荷過重時的一個保證安全的保護功能。提重物時，復合滑輪的輪子可以組合成一個舉起的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能更容易的把重物舉 起。使用單個滑輪舉起負荷不會更省力，但是它能改變運動的方向，而不必增加速度或者 力。單個滑輪只允許你通過拉繩子舉起一個重物。有動滑輪，也有定滑輪。定滑輪和動 滑輪之間的區(qū)別就是重物被移動時，定滑輪不會上下移動。定滑輪通常被固定在頂楔或者椽子上，只能繞著軸轉(zhuǎn)動。在舉起或者拖拉的系統(tǒng)里，復 合滑輪的輪子在一個軸上，被叫做滑輪組。常見的例子有百葉窗、窗簾和旗桿。你知道嗎？滑輪是在英格蘭開始被

14、大 量生產(chǎn)的。19世紀初時, 也就是拿破侖戰(zhàn)爭時，人 們生產(chǎn)滑輪，給英國皇家 海軍的戰(zhàn)艦提供滑輪組。主動輪/.C1這個模型表明一個皮帶驅(qū)動的滑輪組里，主動輪和從動輪 的速度和轉(zhuǎn)動方向相同。輕輕握住輸出指針，因為這導致 了皮帶打滑，使從動輪停止轉(zhuǎn)動。沒有橫線C2這個模型表明皮帶驅(qū)動的滑輪組增加了速度。從動輪轉(zhuǎn) 動得比主動輪快。但是輸出力減少，皮帶可能會打滑。C3這個模型表明皮帶驅(qū)動的滑輪組減少了速度。從動輪轉(zhuǎn) 動的比主動輪慢。這會增加輸出力，但是隨著負荷的增 加，皮帶會打滑。/.C4這個模型表明皮帶驅(qū)動的滑輪組里，主動輪和從動輪速 度相同。但是因為皮帶交叉，所以轉(zhuǎn)動方向相反。C5這個模型表明皮帶

15、驅(qū)動的滑輪組里，主動輪和從動輪的 轉(zhuǎn)動速度相同，但是因為皮帶扭曲，輪子運動的角度發(fā) 生變化。C6這個模型表明這個皮帶驅(qū)動的滑輪組用的是復合滑輪 系統(tǒng)。這樣速度 就明顯減慢了。但是同時大大增加了 輸出力。主動輪越小，會導致大一些的從動輪轉(zhuǎn)動的 越慢。小的主動輪和大一些的從動輪在同一個軸 上,它是第二個大的從動輪的主動輪。從動輪從動輪主動輪主動輪/.C7這個模型表明皮帶驅(qū)動的滑輪組里，一個主動輪驅(qū)動 兩個從動輪，建立了雙重輸出。主動輪和從動輪大小的不同導致了減速，但增加了輸出 力。C8這個模型不增加也不減少所需作用力、速度以及距 離。樂高積木使其滿負荷，只是被舉起或者放下。C9這個模型是一個單個的

16、定滑輪。它不增加也不減少所需作用力和速度，只是改變了運動的方向。/.CIO這個模型是一個定滑輪和一個動滑輪。它把用來舉起負荷 的作用力分為兩份，并減少了負荷被舉起的速度。你必須 把細繩拉出兩倍的長度才能舉起負荷。沒有橫線/./.education斜面/./.使用一個斜面來提高一個物體到要求的高度，這個物體必須被移動的距離更長，但是比把這個物體直線升高所需的作用力小。這是一個取舍，或者用很大的力來把重物直線向上短距離提起，或者用小得多的力通過斜 面，慢慢提升重物，距離更長。斜面常見的例子有滑坡、梯子和樓梯。簡易機械：斜面斜面就是用來提高物體的一個傾斜的表面，比如滑坡0你知道嗎？使用斜面的優(yōu)勢已經(jīng)

17、知道了，并被應用了上千年。 古埃及使用土做的斜面來 幫助他們把巨大的石塊運 到金字塔頂。I高度i/.D1搭建手冊 D1D1 第二冊，第 2-122-12 頁 松開重物。描述發(fā)生了什么。D2搭建手冊 D2D2 第二冊，第 13-1513-15 頁 松開重物。描述發(fā)生了什么。/./.educationll 7斜面/./.簡易機械：斜面斜面就是用來提高物體的一個傾斜的表面，比如滑坡使用一個斜面來提高一個物體到要求的高度，這個物體必須被移動的距離更長，但是比把這個物體直線升高所需的作用力小。這是一個取舍，或者用很大的力來把重物直線向上短距離提起，或者用小得多的力通過斜 面，慢慢提升重物，距離更長。斜面

18、常見的例子有滑坡、梯子和樓梯。0你知道嗎？使用斜面的優(yōu)勢已經(jīng)知道了，并被應用了上千年。 古埃及使用土做的斜面來 幫助他們把巨大的石塊運 到金字塔頂。/.D1這個模型是一個短的斜面。松開重物時什么也沒發(fā)生。 作用力不足以把重物舉到斜面的頂端。如果再加一個輪 子，作用力 就能夠舉起重物。D2這個模型是一個長的斜面。因為增加了斜面的長 度，因此縮小了斜面的角度，施力能提升重物到斜 面的頂端。沒有橫線/education*tI楔子/.簡易機械：楔子楔子是對斜面的修改。和斜面不一樣的是，楔子可以移動楔子可以有一 個或者兩個斜面。你所需的 作用力取決于楔子的長寬和傾斜的表面之 間的關系。楔子的常見的例子有斧子、刀子和門碰頭。你知道嗎？楔子是用來分裂花崗巖 的！有一種簡易裝置叫做 插楔開石工具，能分割巨 大的花崗巖石塊。/.E1搭建手冊 E1E1 第二冊，第 16-2516-25 頁把楔子推到重物的下面。描述發(fā)生了什么E2把楔子掉頭，然后再推到重物的下面。描述發(fā)生了什 么，和上面的模型對比。/education*tI楔子/.簡易機械：楔子楔子是對斜面的修改。和斜面不一樣的是，楔子可以移動楔子可以有一個或者兩個斜面