当前课程知识点:创客培养:趣味力学实验与制作 > 第三章 新型不倒翁及小熊爬绳 > 3-2 小熊爬绳 > 小熊爬绳
好 大家好
欢迎来到创客课堂
那么今天的话呢给大家做一个神奇的小装置
它是什么呢
它是能够利用摩擦往上爬的一个小装置
那么做这个装置之前的话呢
我先给大家看一个小小的实验
这个实验的话呢是后面装置的一个原理
大家稍微注意看一下
首先的话呢我们有一根细杆
这个细杆的话呢比较细
然后呢我们有一个
这个是从一个笔筒上面剪下来的一个
然后它中间那个孔的话比较粗一点
那么这个的话呢也是
它们两个是一样粗
只是长短不一样
好 下面开始做实验了
首先的话呢我们把这个套在这上面
然后我们一松手注意
因为它两个粗细不一样嘛
一松手它就掉下去了
那当然这是很自然现象
那么如果我们换短的呢
我一松手它也掉下去了
那大家觉得这是很自然的
因为你这个孔比较粗
所以会掉下去
那么下面的话呢我们想改变这个结果
怎么改变呢
我们加一个东西
加一个配重
好 我们事先设计好这个配重把它套进来
然后我们再来做这个实验
这时候我们先把它放在里面
好 我们马上要松手
你猜测会出现什么现象呢
结果发现的话呢在松手之后啊
这个装置还是往下落
那同学会说 一直往下落
我们要做什么呢
别着急 我们看看这个小的
我们也这样做一下
然后我们接着放一下
然后我们松手
发现它停在上面了
大家注意 我们等于做四次实验
其中有三次呢
这个物体都往下落
但是第四次没有落下来
因为我们想给大家问一个问题
这四次实验的话呢
如果我们要找规律的话呢
你能用一个词
把前面三次实验归纳在一起
后面一个归纳一起吗
比如说
有人会说那会不会是长度的影响啊
我们说不是
因为这个物体长度开始的时候会掉
加上配重之后还是会掉
所以长度的话它没有变化
但是它都是往下落
而这个短的物体的话呢
长度没有变化
但是呢一会儿落 一会儿不落
因此长度不是个关键
那有同学说那会不会是重量呢
我们说最轻的时候它会往下落
最重的时候也会往下落
而是处于那个中间的状态反而不往下落
所以的话呢重量也不是区分这四个的一个关键
那会是什么呢
那会是什么呢
有同学可能猜到了
这四个图中的话呢
前三个和第四个区别在什么呢
在于这个物体倾斜的角度不一样
你有了配重之后它就会倾斜
当然我们夸张的话
是稍微倾斜一点
这个物体倾斜之后的话呢
它容易被这个由于摩擦
它就停在这个地方了
好 注意
这就是我们今天下面
实验一个重要一个关键
我们总结一下是什么呢
就是它倾斜角度越大的话呢
越容易被卡住
而倾斜角度小一点的话它就会往下落了
所以你看角度小的话就往下落
倾斜角度大的话不往下落
因为我们事先已经知道这个规律
所以我事先把它裁好了
它尺度 它的尺度是我有意识这么裁的
它长点 它短一点
好了 下面利用这个装置的话呢
我们先做一个简单的
先用铁丝和绳子做一个
然后我们再用木头做一个
好 下面我们用铁丝和绳子
把刚才原理做一个小小的装置
首先的话呢我们要这样做啊
我们利用这个铁丝在这儿绕一个圆圈
好 这个可以很容易绕出一个圆圈
然后呢 把这个这一端也绕个圆圈
大家注意 如果你没有工具的话呢
你就借助工具
比如说你用你身边圆珠笔来做
好 这个地方也把它绕个圆圈
好了 我们现在有三个圆圈了
我们把三个圆圈的话呢稍微处理一下
让它稍微平一点
然后下面注意
把它这样弯一下
弯一下之后的话呢
这个地方这样弯一下
弯一下
也就是说它做完之后的话呢可以立在这上面
好 到这一步之后
下面我们看把绳子穿进去
然后我们等会儿看这个神奇的现象
注意 你看我怎么穿
把这两个
这绳子两端先穿
进它上面这个孔
穿进去之后的话呢
把它分别从两个孔中穿出来
好 穿出来之后把这个绳子打结
好 下面我们就要演示这个神奇的实验了
大家看
我把这个绳子先套在这上面
这样抓住它
就相当于是一个
一个钉子或者是一个导管吧
好 下面注意看我怎么操作啊
你看我这样动一下之后
这个装置会往上爬
如果我一松的话呢
它就会掉下来
很神奇吧
这是摩擦力在里面起作用
那么为什么它会往上爬呢
就要把它刚才那个实验用上
你注意看绳子
比如说现在这样的话呢
在我的左边绳子是直的
我的右边绳子是斜的
那么相当于什么呢
相当于是这两端的话呢
它相当于套的一个很细的圆柱里面
线 这两个的话呢
套在比较粗的圆柱里面
它角度是不一样的
因此的话呢
你看看当我们手这样一动的时候
我们左边的话呢
我左边的话呢是往下走
右边是往上走
但是你注意右边的话这个是倾斜很大
卡住了
所以它跟着绳子一起往上走
而左边的话它绳子虽然往下降
但它不随着绳子往下降
所以它就往上走了
当我把手反向的话呢
我的左边倾斜角度大
所以它又跟着绳子往上走
所以这样交替上升的话
它就会慢慢往上升了
好 这就是我们装置的原理
那么下面的话
我们用激光切割机来做一个
木头的装置来试试看
好 下面我们看看
如果我们做一个就是装置
怎么设计呢
刚才用铁丝做的话比较简单
下面我们做的稍微漂亮一点
首先的话呢我们可以从网上找一个图片
比如说找一个小熊的图片
把它那个轮廓取出来
那么这个对我们来说
现在已经很容易了
取下来之后话呢
下面注意
刚才我们铁丝三个圆环
在这儿的话呢
我们用这样三个木片来代替
这个木片的话就是三个
里面这个就是相当于是一个圆环了
那么把这个圆环的话
设计一个凸起
放在这个地方让它去匹配
好 这样的话
就把它插进去之后上面是一个圆环
那么这就是三个圆环的位置
那么设计的时候话
这三个圆环角度的话呢
根据我们前面经验的话
用铁丝设计的时候有一个角度嘛
你可以按照经验把它做进来
好 当这个做完之后话呢
我们再设计一个东西
设计这个东西
这个是什么意思呢
刚才我们在动的时候
我们不是用一个塑料管代替吗
现在我们用木头代替
做一个小的圆环
直接把线穿进去
好 这是它等价于我们刚才悬挂点的位置
那么这地方还有一个东西
这个是什么呢
这是我们刚才
在做实验的时候用手抓住那个线
现在我们想把那个线绑在那个
一个横档上面
这样抓起来更方便一点
所以的话呢
这是一个特别的设计
总而言之的话呢
我们可以很容易把它做出来
那么下面我们以某个为例来看
比如我们试想做这个
来看看怎么做啊
我们现在做的时候不用具体考虑尺寸
我们只是说它方法
下面我们看看做个凸起
这个凸起的话比如做个5
2.5 好 把它放在这儿来
然后把它镜像一下
当然我这个做的跟左边的话
不是完全一样
但是这个并不重要
因为很容易改回来
然后中间的话呢是个
相当于这个地方是个圆孔
我们把它做一个
大小的话呢根据我们尺寸可以做小一点
做大一点关系不大
那么下面的话注意把它倒角倒一下
半径为1
然后的话呢把它整个选上
用剪切功能
好 那么这样的话呢
就等于说做出一个我们一个孔来
那为什么两边都有凸起呢
那是因为我们做完之后
我们希望这个熊的形状
两边都有一个熊
这样的话看上去更漂亮一点
好 下面的话呢我们把它存盘
就去切割
我们看看效果怎么样
OK 好
下面的话呢我们把这个图啊
调进来之后
准备切割一下
那么下面我们开始切割
我们现在是两个小熊
先把一个切出来
大家看那个装置很小巧
我们等会儿去拼一下看有什么效果
好 那我们切完之后的话
下面来拼装一下
它很简单就几个片
先拿下来
这是不要的
好 这是所有的部件了
那么下面的话我们来拼装一下
是这样的
我们先把一个的话拼在这里面
然后再把另外一个拼上
就是三个
把它穿上之后相当于三个孔
拼的时候因为它很小巧
所以的话呢
你可以借助一下旁边的东西来顶一下
好 那么另外一边的话呢
最后再拼
好 下面注意
我们开始拼这个绳子怎么把它装上去
首先是把绳子穿过这个一侧
到它顶端
这是第一步
第二步的话呢把这个绳子
穿过三个孔中的
接近头部这个孔
这个穿的时候稍微细心一点
因为比较细
如果穿不过去的话呢
你可以用你的牙签
铅笔顶它一下就可以了
好 穿过去了
然后再分别穿插每个孔中
好 基本上穿过来了
穿过来之后的话把它拉出来
那么下面的话呢
就是把线别让它缠住啊
如果缠住的话把它清理一下
好 到这一步之后
我们下面的话呢
把这边绑上
这样的话呢
你可以直接在这儿绑上也可以
我们就是为了方便
就是用手抓着方便
所以的话绑一个木棍
一般这个绳子打两个结就可以了
好 下面的话绑好了基本上可以了
我们先 那边先暂时不动
先试试看效果
好 我们看看
一个手拿这个位置
我的左手拿这个位置
右手的话拿这个
动起来 我们看一下
它是不是会往上爬呢
它往上爬了
然后一松手的话呢
它由于自重
我发现掉不下来
因为它那个可能稍微
这个绳子稍微有点毛边
如果重一点的话它就掉下来了
那么下面我们可以把另外一边粘上
好 下面重新来试试看
往上爬
好 如果这个手上力稍微松一点就掉下来了
我们再来一次
往上爬
OK
大家看看这个装置是不是很神奇啊
它是靠什么往上爬的呢
它是靠摩擦
所以的话呢
今天我们讲的就是利用摩擦
设计一个很小巧的装置
很神奇的装置
那么今天的话呢就到这儿
谢谢大家
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