樂高教學(xué)教育9686動(dòng)力機(jī)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(diǎn)和負(fù)荷各在一端，作用力在中間。常見例子有鑷子和冰夾。簡(jiǎn)易機(jī)械：杠桿杠桿可能是最常用的簡(jiǎn)易機(jī)械。杠桿是 用一根硬棒或者結(jié)實(shí)物體來傳遞力 。杠桿有一 個(gè)支點(diǎn)，能被用來改變 施力（作用力），改變方向和改變運(yùn)動(dòng)的距離。 作用力、一個(gè) 支點(diǎn)和一個(gè)負(fù)荷就是每個(gè)杠桿都擁有的三個(gè)特征。根據(jù)這三個(gè)特征的不同

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

3、用力。用一個(gè)圓 圈確切地表示岀各個(gè)的位置。屬于幾類杠桿？A3搭建手冊(cè) 1A31A3,第 6 6 至 7 7 頁 抬起杠桿。描述舉起負(fù)荷時(shí)有多費(fèi)力或多容易。 標(biāo)岀支點(diǎn)、負(fù)荷和作用力。用一個(gè)圓圈確切地表示岀各個(gè)的位置 屬于幾類杠桿？/educationfI4杠桿J/.三類杠桿的支點(diǎn)和負(fù)荷各在一端，作用力在中間。常見例子有鑷子和冰夾。簡(jiǎn)易機(jī)械：杠桿杠桿可能是最常用的簡(jiǎn)易機(jī)械。杠桿是 用一根硬棒或者結(jié)實(shí)物體來傳遞力。杠桿有一 個(gè)支點(diǎn)，能被用來改變 施力（作用力），改變方向和改變運(yùn)動(dòng)的距離。 作用力、一個(gè) 支點(diǎn)和一個(gè)負(fù)荷就是每個(gè)杠桿 都擁有的三個(gè)特征。 根據(jù)這三個(gè)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(diǎn)一類杠桿 的支點(diǎn)位于 作用力和負(fù)荷之間。常見的例子有蹺蹺板、鐵撬、堆垛機(jī)和剪子。二類杠桿 的支點(diǎn)和作用力各在一端，負(fù)荷在兩者之間。常見例子有核桃夾、獨(dú)輪推車和 開瓶器。1你知道嗎？ 杠桿這個(gè)詞來源于法語levier,意思是“抬 起”。負(fù)荷彳支點(diǎn)負(fù)荷作用力/.A1這個(gè)模型屬于一類杠桿。作用力和負(fù)荷各在一端，支點(diǎn)在中間。這個(gè)模型用最小的力移動(dòng)負(fù)荷。沒有橫線A2這個(gè)模型屬于二類杠桿。 作用力和支點(diǎn)各在一端，負(fù)荷 在中間。需要移動(dòng)負(fù)荷的 作用力大約是負(fù)荷力的一半。A3這個(gè)模型屬于三類杠桿。支點(diǎn)和負(fù)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(fù)荷的力還 要大，使用三

5、類杠桿的優(yōu)勢(shì)是負(fù)荷被移動(dòng)的距離比作 用力舉起的更長。作用力負(fù)荷作用力作用力負(fù)荷支點(diǎn)負(fù)荷支點(diǎn)輪和軸/.簡(jiǎn)易機(jī)械：輪和軸輪和軸通常是圓形物體， 一般是一個(gè)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?yàn)檩喿拥闹荛L更大，輪子的表面旋轉(zhuǎn)速度會(huì)更快一距 離也更長。和把負(fù)荷放在地上拖著相比較，在小車上放一個(gè)負(fù)荷，幾乎總會(huì)減少摩擦力?？茖W(xué)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(gè) 輪子是大約5,600年前蘇 美爾人制作的。./.B1搭建手冊(cè) B1B1 第一冊(cè)，第 8-9

6、8-9 頁 在桌子上，直線推動(dòng)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(cè) B2B2 第一冊(cè)，第 10-1110-11 頁 在桌子上，直線推動(dòng)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。B3搭建手冊(cè) B3B3 第一冊(cè)，第 12-1512-15 頁 在桌子上，直線推動(dòng)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(cè) B4B4 第一冊(cè)，第 16-1716-17 頁 描述發(fā)生了什 么及轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)。輪和軸/.簡(jiǎn)易機(jī)械：輪和軸輪和軸通

7、常是圓形物體， 一般是一個(gè)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?yàn)檩喿拥闹荛L更大，輪子的表面旋轉(zhuǎn)速度會(huì)更快一距 離也更長。和把負(fù)荷放在地上拖著相比較，在小車上放一個(gè)負(fù)荷，幾乎總會(huì)減少摩擦力?？茖W(xué)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(gè) 輪子是大約5,600年前蘇 美爾人制作的。./.B1這個(gè)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(shí)，容易轉(zhuǎn)向。分離軸允許輪子以不同的速度轉(zhuǎn) 動(dòng)。沒有橫線B2這個(gè)模型小車的軸是固定的。直線行駛時(shí)很容易轉(zhuǎn)向

8、。但 是曲線行駛包括急轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向困難，因?yàn)檩喿硬荒芤圆?同的速度轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎時(shí)，一個(gè)輪子總打滑。B3這個(gè)模型小車有一個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。直線或曲線行駛包括 急轉(zhuǎn)彎時(shí)，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(gè)模型小車有一個(gè)萬向節(jié)。搖手柄時(shí)，旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)通過 處于一個(gè)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(jiǎn)易機(jī)械：滑輪皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪有一個(gè)連續(xù)的皮帶連接兩個(gè)輪子。受到外力作用（施力）的輪子叫主動(dòng) 輪，另一個(gè)叫從動(dòng)輪。主動(dòng)輪提供輸入力，從動(dòng)輪提供輸出力。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)時(shí)，皮帶跟著運(yùn)動(dòng)，使從動(dòng)輪也朝相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果主動(dòng)輪比從

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

10、一個(gè)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(jì)初時(shí), 也就是拿破侖戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，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(cè) C1C1 第一冊(cè)，第 1818 頁轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，描述主動(dòng)輪和 從動(dòng)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(cè) C2C2 第一冊(cè)，第 1919 頁轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，描述主動(dòng)輪和 從動(dòng)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(cè) C3C3 第一冊(cè)，第 2020 頁轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，描述主動(dòng)輪和 從動(dòng)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(cè) C4C4 第一冊(cè)，第 2121 頁 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄， 描述主動(dòng)輪和從動(dòng)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(cè) C5C5 第一冊(cè)，第 22-2322-23 頁轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，描 述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的速度。 標(biāo)出主動(dòng)輪和從動(dòng)輪。準(zhǔn)確地圈出每個(gè)輪子。C6搭建手冊(cè) C6C6 第一冊(cè)，第 24-2524-25 頁轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，描 述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的速度。 標(biāo)出主動(dòng)輪和從動(dòng)輪。準(zhǔn)確地圈出每個(gè)輪子。/.C7搭建手冊(cè) C7C7 第一冊(cè)，第 26-2726-27 頁轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，描 述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的速度。標(biāo)出主動(dòng)輪和從動(dòng)輪。準(zhǔn)確地圈出每個(gè)輪子。C8搭建手冊(cè) C8C8 第一冊(cè)，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(cè) C9C9 第一冊(cè)，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(cè) C10C10 第一冊(cè)，第 3636 頁提起繩子，重 物被舉起。描述發(fā)生了什么。/education叫r/.簡(jiǎn)易機(jī)械：滑輪皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪有一個(gè)連續(xù)的皮帶連接兩個(gè)輪子。受到外力作用（施力）的輪子叫主動(dòng) 輪，另一個(gè)叫從動(dòng)輪。主動(dòng)輪提供輸入力，從動(dòng)輪提供輸出力。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)時(shí)，皮帶跟著運(yùn)動(dòng)，使從動(dòng)輪也朝相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果主動(dòng)輪比從動(dòng)輪小，從動(dòng)輪會(huì)比主動(dòng)輪轉(zhuǎn) 的慢。驅(qū)動(dòng)滑輪的皮帶依賴皮帶的摩擦來傳遞運(yùn)動(dòng)。如果皮帶太緊，皮帶會(huì)導(dǎo)

13、致滑輪軸和軸承 產(chǎn)生多余的摩擦力。如果皮帶太松會(huì)打滑，施力沒有被有效利用。打滑是有皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的 機(jī)械負(fù)荷過重時(shí)的一個(gè)保證安全的保護(hù)功能。提重物時(shí)，復(fù)合滑輪的輪子可以組合成一個(gè)舉起的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能更容易的把重物舉 起。使用單個(gè)滑輪舉起負(fù)荷不會(huì)更省力，但是它能改變運(yùn)動(dòng)的方向，而不必增加速度或者 力。單個(gè)滑輪只允許你通過拉繩子舉起一個(gè)重物。有動(dòng)滑輪，也有定滑輪。定滑輪和動(dòng) 滑輪之間的區(qū)別就是重物被移動(dòng)時(shí)，定滑輪不會(huì)上下移動(dòng)。定滑輪通常被固定在頂楔或者椽子上，只能繞著軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在舉起或者拖拉的系統(tǒng)里，復(fù) 合滑輪的輪子在一個(gè)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(jì)初時(shí), 也就是拿破侖戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，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(dòng)輪/.C1這個(gè)模型表明一個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪組里，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪 的速度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。輕輕握住輸出指針，因?yàn)檫@導(dǎo)致 了皮帶打滑，使從動(dòng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。沒有橫線C2這個(gè)模型表明皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪組增加了速度。從動(dòng)輪轉(zhuǎn) 動(dòng)得比主動(dòng)輪快。但是輸出力減少，皮帶可能會(huì)打滑。C3這個(gè)模型表明皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪組減少了速度。從動(dòng)輪轉(zhuǎn) 動(dòng)的比主動(dòng)輪慢。這會(huì)增加輸出力，但是隨著負(fù)荷的增 加，皮帶會(huì)打滑。/.C4這個(gè)模型表明皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪組里，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪速 度相同。但是因?yàn)槠Ы徊?，所以轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。C5這個(gè)模型表明皮帶

15、驅(qū)動(dòng)的滑輪組里，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同，但是因?yàn)槠で?，輪子運(yùn)動(dòng)的角度發(fā) 生變化。C6這個(gè)模型表明這個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪組用的是復(fù)合滑輪 系統(tǒng)。這樣速度 就明顯減慢了。但是同時(shí)大大增加了 輸出力。主動(dòng)輪越小，會(huì)導(dǎo)致大一些的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的 越慢。小的主動(dòng)輪和大一些的從動(dòng)輪在同一個(gè)軸 上,它是第二個(gè)大的從動(dòng)輪的主動(dòng)輪。從動(dòng)輪從動(dòng)輪主動(dòng)輪主動(dòng)輪/.C7這個(gè)模型表明皮帶驅(qū)動(dòng)的滑輪組里，一個(gè)主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng) 兩個(gè)從動(dòng)輪，建立了雙重輸出。主動(dòng)輪和從動(dòng)輪大小的不同導(dǎo)致了減速，但增加了輸出 力。C8這個(gè)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(fù)荷，只是被舉起或者放下。C9這個(gè)模型是一個(gè)單個(gè)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(yùn)動(dòng)的方向。/.CIO這個(gè)模型是一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪。它把用來舉起負(fù)荷 的作用力分為兩份，并減少了負(fù)荷被舉起的速度。你必須 把細(xì)繩拉出兩倍的長度才能舉起負(fù)荷。沒有橫線/./.education斜面/./.使用一個(gè)斜面來提高一個(gè)物體到要求的高度，這個(gè)物體必須被移動(dòng)的距離更長，但是比把這個(gè)物體直線升高所需的作用力小。這是一個(gè)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(jiǎn)易機(jī)械：斜面斜面就是用來提高物體的一個(gè)傾斜的表面，比如滑坡0你知道嗎？使用斜面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)

17、知道了，并被應(yīng)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(yùn) 到金字塔頂。I高度i/.D1搭建手冊(cè) D1D1 第二冊(cè)，第 2-122-12 頁 松開重物。描述發(fā)生了什么。D2搭建手冊(cè) D2D2 第二冊(cè)，第 13-1513-15 頁 松開重物。描述發(fā)生了什么。/./.educationll 7斜面/./.簡(jiǎn)易機(jī)械：斜面斜面就是用來提高物體的一個(gè)傾斜的表面，比如滑坡使用一個(gè)斜面來提高一個(gè)物體到要求的高度，這個(gè)物體必須被移動(dòng)的距離更長，但是比把這個(gè)物體直線升高所需的作用力小。這是一個(gè)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(shì)已經(jīng)知道了，并被應(yīng)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(yùn) 到金字塔頂。/.D1這個(gè)模型是一個(gè)短的斜面。松開重物時(shí)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(gè)輪 子，作用力 就能夠舉起重物。D2這個(gè)模型是一個(gè)長的斜面。因?yàn)樵黾恿诵泵娴拈L 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(jiǎn)易機(jī)械：楔子楔子是對(duì)斜面的修改。和斜面不一樣的是，楔子可以移動(dòng)楔子可以有一 個(gè)或者兩個(gè)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(guān)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(jiǎn)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(cè) E1E1 第二冊(cè)，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(duì)比。/education*tI楔子/.簡(jiǎn)易機(jī)械：楔子楔子是對(duì)斜面的修改。和斜面不一樣的是，楔子可以移動(dòng)楔子可以有一個(gè)或者兩個(gè)斜面