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赛车比赛现场,只见赛车运动员猛踩一脚油门,赛车如脱缰之野马,飞速向前冲了出去,瞬间就消失在了我们的眼前。 我们知道赛车的主要用途是用来比赛,而赛车在进行比赛时需要保证安全平稳,因此工程设计师在设计赛车时会按照赛车的具体要求进行设计,具有一定的执行程序。 同学们,如果让你们利用这里的材料设计制作一辆车身长度不超过二十五厘米,且只能用橡皮筋或气球做动力的小车,能否使他在五秒内把两块橡皮运输一米远呢?要求在五秒内把两 块橡皮运输一米,这就需要设计制作的小车具有一定的速度,只能选用提供的材料。材料有限,因此在选择材料时要考虑到载重问题、车的动力和所受摩擦力问题。 明确问题后,接着就开始制定方案,针对研究会遇到的问题以及如何解决来制定最优方案。 首先观察小车模型,了解小车的结构和他们各自的作用,并做成记录表, 从而获得我们要设计的小车的基本架构。接下来我们一起讨论确定橡皮筋动力小车的设计方案吧。我们可以选择橡皮筋、硬纸盒、轮子 连接轴、胶水吸管这些材料来制作。根据本次设计的主要任务是五秒内把两块橡皮运输一米远,因此增大动力、减小阻力是我们这次设计小车面临的主要问题。 同学们,你们知道怎么增大橡皮筋动力小车的动力吗?嗯,可以增加橡皮筋的古树,这样弹力就会增加了,但也会存在动力太强,车子一打滑。 为了防止这种问题出现,我们可以适当增加小车的重量和轮胎的粗糙程度,增大摩擦力。另外,我们还可以增加橡皮筋长度,缠绕更多的圈数,这样橡皮筋作用于小车的时间就会更长。 但因为车身长度的限制,所以不能一味的加长,要考虑有效作用。我们得尽量让系橡皮筋的点到转动轴的距离长一些,以增加橡皮筋长度。当然,我们还可以增大驱动轮, 使得每一圈前进的距离增大。接着我们讨论下如何减小阻力吧。 这个就主要考虑轮轴转动的灵活度了。我们可以用吸管做轴套与车身连接,减小摩擦阻力。最后根据制定的方案就可以做好设计图了。 咦,如果是选择用气球作为动力的小车,又该如何确定设计方案呢? 我们选择硬纸盒、气球、吸管、连接轴、轮子、胶带、剪刀、橡皮筋这些材料来制作。根据本次设计的主要任务是五秒内把两块橡皮运输一米远。 因此,增大动力和减小阻力同样也是气球小车设计要面临的主要问题。 对于气球动力小车来说,增大动力、延长作用时间可以用大气球或多个气球做动力来解决,但增大动力和延长作用时间对于同一个气球来说是矛盾的。 若喷气嘴大,动力强,但喷气时间就短。若喷气嘴小,动力弱,但喷气时间就长。因此,为了 更好的增大动力且延长作用时间,需要找到一个最佳的配合点,调整好喷气嘴的大小。然而提供的材料中并没有喷气嘴, 我们可以用吸管、橡皮筋、剪刀和胶带自制一个简易喷气嘴,同时用胶带调整喷气嘴的大小。 当然了,减少阻力方面主要还是看轮轴转动的灵活程度。因此,在制作气球动力小车时,轮轴可以用吸管做轴套与车身连接来减小摩擦阻力。 另外,轮子要使用硬质光滑的塑料轮子,一定程度上也能减少与地面的摩擦力呢。最后根据制定 方案就可以做好设计图了。最后根据设计图去实施方案即可。小车做完之后呢,需要对整个制作流程进行评估与改进,以便于下次进行优化。当然,关于这两点,我们下节课还会细讲。 同学们,你们现在知道如何设计制作小车了吗?工程设计具有一定的执行程序,在设计制作小车前,要了解设计制作的一般流程,明确问题,制定方案、实施方案、评估与改进。 我们知道动力和阻力是设计小车时考虑的首要问题,并根据这两个问题从提供的材料入手,选择合适的材料来设计方案。 绘制设计图。设计要从实际的用途和需要解决的问题出发,然后进行讨论改进来选取最优的方案。注意了,在小车设计图上标注出主要部位的尺寸,能更为精准的把握好,从而制作小车哦! 最后给大家布置两个作业题,一、工程师设计实验的基本步骤有哪些?二、下课后根据生活中的材料设计一个制作小车的方案,并绘制设计图,并说一说你制作小车的过程。 想看完整版视频,请咨询客服购买!
