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使用飞机弹射器突袭敌阵

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:技能getting之前的课程中我们讲过了串联电路,今天的飞机弹射器我们要用到并联电路。■图3 飞机弹射器电路图■图4 弹射器电路连接图动手DIY首先给大家展开看一下纸飞机弹射器的所有零部件,如图5所示。■图20 小圆轮安装方法安装好的飞机弹射器如图21所示。■图21 安装好的飞机弹射器创意expanding同学们,想一想,利用摩擦力我们还能做出什么样的其他设计呢?

使用飞机弹射器突袭敌阵

——动手创作一个可以发射纸飞机的机器

重型飞机要想从航空母舰上起飞,必须有飞机弹射器,因为靠飞机本身是不足以在跑道不够长的航空母舰上起飞的。今天我们就要做一个“飞机弹射装置”,童年的纸飞机不一定要用手帮它“起飞”!

学习目标:了解摩擦力的基本原理;学习基本的并联电路原理;动手制作飞机弹射器

材料清单:马达×2、五号电池×2、电池盒×1、小齿轮×2、导线×4。螺母×4、羊角螺母×2、短螺丝钉×2、长螺丝钉×4,木质套材×1套(见图1)

■图1 所需材料清单

知识learning

摩擦力

什么叫摩擦力?

阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫作摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反(见图2)。摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦力和滑动摩擦力3种。

■图2 摩擦力示意图

一个物体在另一个物体表面发生滑动时,接触面间产生的阻碍它们相对运动的摩擦力,称为滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的大小和压力大小有关。压力越大,物体接触面越粗糙,产生的滑动摩擦力就越大。如图2所示,我们可以简单看一下物体是怎样受到摩擦力的。

摩擦力在我们生活当中起着十分重要的作用。没有摩擦力的话鞋带无法系紧,螺钉和钉子无法固定物体,我们更无法行走。

摩擦力有的时候对我们是有益的,有的时候却是有害的,对于有益的摩擦力,我们想要增大它,让它为人类做贡献。增大有利摩擦的方法有增大压力、增大接触面的粗糙程度等。对于有害的摩擦力,我们希望它尽量减小或者避免,减小有害摩擦的方法有①减小压力;②使物体与接触面光滑;③使物体与接触面分离;④变滑动为滚动等。

讲完了摩擦力,我们要切入主题了。这次我们要做一个纸飞机弹射装置,利用的原理当然就是上面给大家科普的摩擦力。在这里我们要用到反向摩擦力,要通过两个电动机向相反的方向转动产生的摩擦力使纸飞机飞出去。

技能getting

之前的课程中我们讲过了串联电路,今天的飞机弹射器我们要用到并联电路。串联电路是把元器件穿成“串”,并联电路就是让电路用电器(图3和图4中的电动机就是用电器)并排连接到电路中。图3中的带有“M”字样的小圈就代表小电动机。小电动机并排分成两路连接到电路当中,这样做的目的是使每个电动机都能享受到3V的电压,而不会像串联那样两个电动机分摊这3V电压。

■图3 飞机弹射器电路图

■图4 弹射器电路连接图

动手DIY

首先给大家展开看一下纸飞机弹射器的所有零部件,如图5所示。

■图5 弹射器木板材料编号

Step1 将图5中的两块木板7插入木板1中,插入位置如图6所示。将4块木板9按照图7所示,与木板1和木板7安装到一起。

■图6 电动机卡座安装a

■图7 电动机卡座安装b

Step2 如图8所示,将小齿轮安装到马达的主轴上,然后使用电烙铁焊锡将导线焊接到马达的两个端子(两个小铜片)上,如图9所示。

■图8 主轴齿轮安装方法

■图9 马达导线焊接方法(www.xing528.com)

Step3 将马达放入到之前用木板7和木板9搭的卡座里。马达尾部圆形突起插到木板1的圆洞里,如图10所示。注意将导线按图11所示插到木板1下端的小孔里。

■图10 马达安装方法

图11 马达导线安装方法

Step4 用两块木板6,按照图12所示方式将马达封闭起来。并且按照图13所示,将木块插到相应的槽里。将另两块木板6插入木板1下面的两个方形槽中。

■图12 马达封闭方法

■图13 步骤4安装示意图

Step5 用4块木板3将之前拼好的整体围出两个长方形,将木块的突起按图插到相应的槽里,如图14所示。插好木板3后,在木板3中间有个小孔,我们在模型整体最左端和最右端的木板3的小孔中插入两枚小螺钉,如图15所示。

■图14 木板3组装方法

■图15 木板3螺钉安装

Step6 在刚才插好的小螺钉上插入带孔的木板10,如图16所示。再插入木板5,并按照图16右图所示方法拧上羊角螺母固定好。

■图16 步骤6安装方法

另外我们还设计了一个支架,可以作为调整飞机起飞角度用。同学们可以在木质套材中找到支架的材料(木板4和木板5)。按照图17所示安装上支架并在图16的基础上,也就是安装羊角螺母之前装上支架,装好后用羊角螺母固定住。

■图17 飞机起飞角度调整支架

Step7 按照图18所示给模型加上盖子(木板2),并用长螺钉在每个长方体对接处插上长螺钉(一共4个长螺钉,自己分配好,以保证整体牢固),最后在反面为每个长螺钉套上螺母并拧紧。

■图18 弹射器上盖安装

Step8 为了保证两个小马达反向转动,我们把刚才的导线按照甲马达的一个导线配乙马达的一个导线来配组。电池盒黑线配一组,电池盒红线配一组,如图19所示。

■图19 马达与电源的连接方法

Step9 最后终于能用上这个小圆轮(木板11)了,按照图20所示,我们把每两个小圆轮分别套在一个马达上即可。装上电池,打开开关,两个小圆轮就会反方向转动,这时候我们要判断左边圆轮是否是逆时针转动,右边圆轮是否是顺时针。如果出现左边圆轮顺时针右边逆时针的情况,那么我们要改一下步骤8的配组,只要把红黑线对调即可。

■图20 小圆轮安装方法

安装好的飞机弹射器如图21所示。你可以尽情地用它来发射纸飞机了,我们来比一比,看谁的飞机弹射得更高,飞得更久。

■图21 安装好的飞机弹射器

创意expanding

同学们,想一想,利用摩擦力我们还能做出什么样的其他设计呢?

利用摩擦力,有位老师制作了一个“小孩上树”的设计,如图22所示。电池为电动机供电,电动机转动,带动齿轮,齿轮传导使小圆圈转动,通过摩擦,绳索把小木块送了上去。

■图22 “小孩上树”设计

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