简单的科技小制作,可以帮助小朋友理解抽象的物理概念。比如制作简单的反重力支架,能让小朋友初步理解力之间的相互作用。
科技小制作:怎么制作反重力支架
制作张力平衡结构支架所需材料和工具:8根长短相同的冰棍棒、细线、美工刀、尺子、铅笔、热熔胶枪、钉子或手电钻
反重力支架制作方法和步骤
1、取6根冰棍棒,三根一组,分别粘成等边三角形,如图所示。
2、剩下的2个冰棍棒一端切出一个60度斜角,另一端钻一个小孔,孔的大小够细绳穿过即可。
3、将带小孔的冰棍棒分别粘在两个等边三角形上,一根粘在边的中点,一根粘在角平分线上,如图所示。
4、要制作张力平衡结构,还需要4根细线,将两个冰棍棒架子相对凑在一起,如图所示,量一下两角之间的距离,如图大概是10厘米,因此边上的细线长度就是10厘米。
5、剪3条略长于10厘米的细线,分别固定在2组支架相对的角上,如图所示。角之间的细线长度需确保是10厘米。
6、将2组支架上下相对放置,如图所示,剪1条细线,先穿过下方的A孔,固定好,再穿过上方的B孔,拉紧,使得边角上的三条线都能伸直紧绷,然后绑紧固定住即可。
7、这样一个张力平衡结构就做好了。用4根细线,让两个看似重量大得多的冰棍棒支架可以悬空站立。
8、上面甚至可以放上重物。
为什么会这样子?该怎么理解这种张力平衡“反重力”支架?
1、单独拿下上面的支架,将1条细线绑在中央的小孔上,拉着细线另一端,就能将支架悬挂起来,只是它不会平衡,手托着的这两个角会下垂,A角则会上翘,怎么办?
除非:在A角上用力向下拉,让BC两个角上翘,但是为了ABC都在一个水平面上,所以BC又不能翘得太高,怎么办?于是要在BC两个角上施加限制。
2、如图所示,A角绑上一条细线向下拉,让BC两角上翘,BC角上的细线用来限制BC角上翘高度,如果ABC三条细线长度相同,那3个角就处在同一水平面上。我们将3条线用透明胶带固定在桌面上,这时,整个支架处于平衡状态。
3、刚才说过,支架之所以能悬挂起来,是因为我们在中间这根线上施加了一个向上的拉力,能不能悬挂,和拉力有关系,和线的长短没关系。因此,我们将线剪短,如图所示,大家可以看到,支架还是平稳的。
4、因此,这个张力平衡结构里面,下方那个支架的三角形,就相当于桌面(我们将细线固定在三角形的三个角上),而斜向中心的那根冰棍棒,就相当于我们拉着细线的手指,拉住上方支架使它悬空,并确保了整个结构可以稳定。
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