投石机是上古时代的一种攻城武器，可把巨石投进敌方的城墙和城内，造成破坏和人员伤亡。投石机又称炮，可以投掷一个或多个物体，物体可以是巨石或火药武器，甚至是毒药和尸体，这可能是最早的生化武器。投石机是冷兵器时代最佳的攻城利器。大致可以分为4类：弹力投石机、扭力投石机、人力投石机、重力投石机。
知识
一、认识投石机
1.人力投石机
人力投石机（图14-1），亦称牵引抛石机，最早出现于公元前5世纪战国时期，北周和隋唐时期西传，先为早期的阿拉伯人使用，其后传入欧洲。人力投石机通常称为炮，是纯利用人力的人力投石机，是用人力在远离投石器的地方一齐牵拉连在横杆上的梢。炮梢架在木架上，一端用绳索拴住容纳石弹的皮套，另一端系以许多条绳索让人力拉拽而将石弹抛出。炮梢分单梢和多梢，最多的有七个炮梢装在一个炮架上，需250人施放。炮是在古代中国出现的，多人一同拉下杠杆的一边抛射另一边的石弹。炮也是中文中对所有种类投石机的泛称。附有轮子的通常称行炮车。
图14-1 人力投石机
2.各式各样的投石机（图14-2）
图14-2 各式各样的投石机
二、LEGO EV3器件介绍
齿轮是依靠齿的啮合来传递动力的零件，通过齿轮的传动还可以改变输出的扭矩，增大或减小角速度，或者是改变运动的方向。齿数、扭矩和角速度的关系如下：
齿数（n）与扭矩（T）成正比：T1×n2=T2×n1。
齿数（n）与角速度（T）成反比：n1×w1=n2×w2。
本课中采用8齿齿轮传动16齿齿轮（图14-3），由于齿数与扭矩成正比关系，因此传动后16齿这根轴输出的扭矩是8齿的2倍，由于齿数与角速度成反比，因此传动后16齿这根轴输出的角速度是8齿的1/2。
图14-38 齿传动16齿
实践
1.任务要求：制作一个“投石机”模型，具体要求如下
（1）坚固、稳定。
（2）合理、美观。
（3）能够直立于桌面上。
2.准备器件（图14-4）
图14-4 投石机零件图
3.动手
图14-5
第一步：完成投石机底座，取5×11方框，在其中一面8个孔加上4个长连接销，如图14-5所示。
图14-6
第二步：取出2根9U梁，连接在第一步的长连接销上，如图14-6所示。
图14-7
第三步：在9U梁最外侧两个孔内加装短连接销，在9U梁中心加装双排灰色连接销，如图14-7所示。
图14-8
第四步：将4个3U梁拼接在裸露的长连接销与短连接销上，如图14-8所示。
图14-9
第五步：在双排灰色连接销侧面孔中插入8U钉轴，轴上加装16齿直齿轮。齿轮两侧用2个轴套补齐2U，如图14-9所示。
图14-10
第六步：把轴全部撤出，使钉轴特殊一侧固定，如图14-10所示。
图14-11
第七步：在多出的一侧加装手柄式连接销，如图14-11所示。
图14-12
第八步：完成投石机投石斗和3×7单弯梁的安装在相应位置上加装2个长连接销，如图14-12所示。
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图14-13
第九步：将第八步完成的零件向下反转，把另1个3×7单弯梁反向加装在第八步的零件上，如图14-13所示。
图14-14
第十步：再取1根3×7单弯梁，在相应位置上加装2个长连接销，如图14-14所示。
图14-15
第十一步：将第十步的零件拼接在第九步的零件上，如图14-15所示。
图14-16
第十二步：在单侧3×7单弯梁上拼接1个长连接销，如图14-16所示。
图14-17
第十三步：取2根2U梁加装在第十二步的长连接销上，如图14-17所示。
图14-18
第十四步：取2根3×7单弯梁，加装在两侧的长连接销上，如图14-18所示。
图14-19
第十五步：将1根5U轴插入带有2U梁的一侧，完成投石机的投石斗，如图14-19所示。
图14-20
第十六步：在投石机投石斗另一侧加1根5U轴，并在2根3×7单弯梁凸出的3孔侧加装1个8齿直齿轮，如图14-20所示。
图14-21
第十七步：将2个双排灰色连接销套在5U轴上，如图14-21所示。
图14-22
第十八步：取2根3U梁，加装在双排灰色连接销两侧，如图14-22所示。
图14-23
第十九步：把投石斗加装在底座上，如图14-23所示。
图14-24
第二十步：在5×11方框两侧多出的部分各加装2根8U轴，如图14-24所示。
图14-25
第二十一步：在轴上加装两个小轮子轱辘，如图14-25所示。
图14-26
第二十二步：用半轴套固定小轮子，如图14-26所示。
图14-27
第二十三步：完成投石机，如图14-27所示。
回顾
开动脑筋，解决以下问题，完成本课任务：
（1）观察图片及搭建的投石机，看看你都用了哪些机构？
（2）在这节课中齿轮的作用是什么？
拓展
回忆你在生活中或游戏中见过的投石机，想想还能搭建出什么样不同的投石机。
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