【科创课程】实验小学三年七班1-6月份科学实验集锦

傅昱淇

螺丝钉

电机

齿轮

实验

安装

轴套

长杆

电池

底板

皮带轮

自制钟表

实验目的:
认识时钟了解钟面的主要结构
实验重点:
知道时针分针秒针之间的运转关系，了解钟表是齿轮传动的工作原理. 实验准备

认识实验器材
时针,分针,秒针,1-4个齿轮,前盖,主体,后盖.

安装步骤
1、将部件1齿轮从主体后背中间塞进去.
2、2-4齿轮依次塞进钟表主体后背.
3、最后塞进主体后背中间再把后盖盖上，然后将时针、分针、秒针依次穿过主体中间固定，最后盖上钟表前盖，简单钟表就完成了，用手拨动齿轮，观察时针、分针、秒针的变化。

知识拓展

古代人们通过太阳在天空中的位置或者通过像日晷或沙漏这样的装置来判断时间，到了1090年，北宋宰相苏颂主持建造了一台水运仪象台，能报时打钟，它的结构已近似于现代钟表的结构，可称为钟表的鼻祖。每天仅有一秒的误差。而且，它有擒纵器，正是擒纵器工作时能发出嘀嗒嘀嗒的声音。这就是钟表与计时器的区别。

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定轴陀螺

实验目的：学习陀螺的定轴性和进动性。
了解陀螺定轴性在生活中的应用。
实验重点：当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何外力作用在陀螺仪上时，陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变的特性。

实验准备

材料准备：底座，短杆，电机，嫘丝钉，鼎字架，电机夹，弹簧，电池盒，车轮。

安装步骤:

1、一将短杆安装在鼎字架，并固定在底座上。

2、安装电池盒在底坐上，居中放置。

3、将电机安装在电机夹内，并插在短杆上。

4、将电池盒上的红黑导线轻轻连接在电机上。

5、将一颗螺丝钉安装在底座底部正中间。

6、将弹簧安装在车轮上，弹簧另一端固定在电机轴上。

7、制作完成，通电开始实验，当陀螺高速转动时，手托底座微调(弹簧和车轮在转动时不能碰到障碍物)。目的是为了看到固定指向。如果在手中无法看到陀螺固定指向，放到水平地面上试一下，会有意想不到的效果。

实验认知：

2013年，王亚平在天宫一号中讲课时讲到旋转的物体具有定轴性。她分别推了静止的陀螺和旋转着的陀螺一 下。原来静止的陀螺翻滚起来，而原来旋转着的陀嫘则平稳地向前运动。地面上也能看到类似的现象，比如旋转着的陀螺不会倒，自行车由于车轮的旋转也不易倒下。就是当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何外力作用在陀螺仪上时，陀螺的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变的特性。陀螺另一特性——进动性陀螺的第二个特性是进动性。例如自行车在行驶过程中，如果它稍有歪斜，只要把车头向另一方稍微转动一下，车子就平衡了，这是重力对于轮胎支点形成了进动力矩，促使车子恢复了平衡。该产品利用陀螺的定轴性和进动性设计而成，使陀螺在手中可以实現稳定的指向。如果无法稳定实现，把它放到水平地面上，依靠底部的小螺丝，通过陀螺自身的进动性也可以自动实現稳定指向。

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电磁铁

实验目的：
学习电流的磁效应，使铁芯磁化而对钢铁等物质具有吸力的作用。 学习电能和磁能的转化。
实验重点：
在通电线圈内部插入铁芯后，铁芯被通电线圈目目的场，化后的这样由于两个磁场互相叠加，从而使整体螺线管的磁性大大增强。

实验准备

材杆准备：直角杆，长杆，十字塑料片，线圈骨架，三通，铜线，接线器，大螺丝钉，螺丝帽，小螺丝钉，电池盒。

安装步骤:

1、制作手柄，用12mm螺丝钉固定。

2、将十字塑料片用6mm螺丝固定在长杆上并接在手柄上。

3、将铜线缠绕在线圈骨架上，并用砂纸打磨两端。

4、将三通用螺丝钉螺丝帽安装在线圈骨架上。

5、连接电池盒和接线器。

6、将电池盒用6mm螺丝固定在支架上注意孔位选择。并用12 mm螺丝将接线器固定在支架上。

7、连接三通与长杆并将铜线的两端连接在接线器上。

8、制作完成，开始实验，注意电磁铁不用时不能处于长时间通电状态。

实验认知：

当在通电线圈内部插入铁芯后，铁芯被通电线圈的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使整休螺线管的磁性大大增强。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来拉制，而失去电碳铁应有的优点。该实验中，电池盒提供电流以及电流的有无，漆包线组成嫘线管，大嫘丝提供了螺线管中的软铁，这样组成的电磁铁，通电后磁性大大增强，断电后磁性立刻消失，这样就实现了电能与璇能之间的转化。

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穿越火线

实验目的:

了解穿越火线的电路结的构。

培养手眼协调能力。

实验重点:

利用钢丝良好的导电性组成串联电路，手柄触碰到钢丝，电路接通

蜂鸣器发出报警。

实验材料准备：图案造型(随机),底板，大齿轮，电池盒，接线器，蜂鸣器，长导线，短导线，4mm螺丝钉，6mm螺丝钉，12mm螺丝钉，三通。

安装步骤：

1.制作底座，用6mm螺丝钉将四个三通分别安装在底板四角。

2.用4mm螺丝钉将电池盒固定在底座上。

3.将电池盒上的红色导线连接在接线器上。

4.将蜂鸣器安装在接线器上(正极连接在和电池盒上红导线对应的位置上)。

5.将案速型括在大齿势的两个紧配孔位内。

6.从底座下方用一颗6mm螺丝钉固定齿轮。

7将短导线一端连接在接线器上另一端缠绕在图案造型上。

8.持长导线通过三通缠绕在手柄上。

9.将长导线的另一端和电池盒上的黑色导线连接，制作完成，安装电池用手柄触碰图案造型开始实验。

实验认知：作品中钢丝是折好动物造型(例如小动物或各种物体的形状),将手持棒上的铁环穿进钢丝内，然后再将铁丝的两端分别放到齿轮的紧配孔位中，接通电源，握住手棒使铁环在曲折形的铁丝上移动，手不能抖动，如果抖动的话，蜂鸣器就会开始发出报警声了。

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强力发球机

实验目的:
学习串联电路。学习发球机的原理。

实验重点:
发球机利用两个高速旋转的轮子，通过轮子与球之间的摩擦力，将球快速旋出。

实验准备
材料准备：长杆，大底板，小底板，泡沫球，电池盒，电机 电机夹，短杆，大角铁，橡胶轮，12mm螺丝钉 6mm螺丝钉，4mm螺丝钉.

安装步骤

1.用4mm蝶丝钉将大底板和小底板通过大角 铁连接起来，注意左右对称，如图所示。
2.将电机安装在电机夹内并用6mm螺丝钉固定在小底板上，注意孔位选择，要求左右对称，如图所示(重要)。
3.将两个大角铁用4mm螺丝钉固定在两根长杆顶端，并将塑料短杆用12毫米螺丝钉固定在另一端。
4.将第三步做好的发球架用4mm螺丝钉固定在小板上，正意孔位对称(重要)
5.将电池盒固定在底座上，再将红黑导线按照如图顺序穿过小底板。
6,按照如图顺序将红黑导线依次连接在电机接线拉上(重要)
7.将橡胶轮安装在电机轴上，并将泡沫球安 装在发球架上，(安装时泡沫球不要触碰
橡胶轮)然后通电开始实验。

实验认知

电池盒接通电源后驱动电机转动，当球从发球架滚动到两轮之间时，由于两个轮子之间的间隙比球的直径略小，轮子和球摩擦后，将球弹射出去。使用两个相互独立的串联电路，利用橡胶轮和泡沫球之间的摩擦力使得球可以更快速度的发射出去。

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摩天轮

实验目的：了解摩天轮结构
培养动手能力和逻辑思维能力。
实验重点：
当串联电路接通的时候电机的主皮带轮带动双目目 层皮带轮旋转，实现了第一次减速，通过双层皮带轮，将动力传送到大皮带轮上，最终驱动摩天轮旋转。

实验准备

材料准备：塑料片，底座，塑村长轴，直角塑料件，电池金 电机，单层皮带轮，双层皮带轮，皮筋，轴套，今的 三通，螺丝，打头轴，钢轴，鼎字架，电机夹，明轮。

安装步骤：

1.制作底坐。

2.安装鼎字架。

3.安装塑料长轴，然后将双层皮带轮用钢轴装在长轴大约第十个孔位，用轴套固定保证双层皮带轮能自由转动。

4.将电机卡在电机轴内，并固定在底座上同时将电池盒固定在底座上。

5.连接电池盒和电机并将皮筋安装在双层皮带轮上，然后通电尝试，如果不能转动，需要重新定位，马达位置。

6.将单层皮带轮安装在钢轴上并安装一个轴套，定位在塑料长轴上面的大约第四个孔位，然后用大皮筋连接两个皮带轮。继续通电尝试，保证运转正常，如不正常工作重新选择其他孔位。

7.将塑料片安装在明轮上。

8.将直角塑料件安装在塑料片顶端。

9.将摩天轮安装在塑料长轴上。

10.制作完成。

实验认知：

摩天轮的原理是用电动机通过减速装置减速，把电动机的高转速低扭矩转化为摩天轮的低转速高扭矩的巨大 机械动力。电动机的主动轮在转动时对皮带的摩擦力做正功，使皮带的速度增大，皮带对副动轮的摩擦力做正功从而使副动轮也转动，最终皮带上的摩擦力驱动巨大的摩天轮转动。通过串联电路实现马达高速旋转，在通过双层皮带轮实现了马达的转速的二次减速，最终马达的转速每分钟一万多圈高转速，减速为摩天轮每分钟几百圈，实现摩天轮的速度大大降低。了解二级滑轮减速增力原理和装置皮带传动过程中摩擦力的分析，在皮带传动中，皮带和皮带轮之间的摩擦力小了皮带就会在皮带轮上打滑，不能带动机器正常运转，遇到这种情况可以紧紧皮带，增大皮带对皮带轮的压力来增大皮带与皮带轮之间的摩擦力。

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复古小火车

实验目的：学习串联电路。了解一级齿轮减速机构。
实验重点：当电路接通的时候，电机通过一级减速齿轮机构，带动车体快速运动。
实验准备
材料准备：窗板，车轮，电机，电机电夹，大齿轮，主齿轮，多孔方柱，电池盒，轴套，钢轴，小角铁，平角铁，4mm螺丝钉（28个），6mm螺丝钉（9个）。 安装：
1.取出1个窗板和两2个角铁，用4mm螺丝钉将角铁固定在窗板上。
2.用钢轴穿过角铁，并将大齿轮安装在钢轴上，并在钢轴一端用轴套限位。
3.将电机卡入电机夹内并将主齿轮安装在电机轴上。
4.将第三步做好的框架用6mm螺丝钉通过电机夹固定在窗板上，并保证，主齿轮和大齿轮啮合联动顺畅。
5.将齿轮安装在钢轴两端，取出一个平角铁，用4mm螺丝钉固定在窗板上。
6.取出3个窗板，6个小角铁，6个平角铁，用4mm螺丝钉分别将它们安装在窗板上。
7.取出6个车轮，6个轴套，3根钢轴，将3根钢轴分别穿过小角铁，并用轴套限位，然后将车轮分别安装在钢轴上。
8.将第七步，做好的3个框架和第五步做好的主框架用6mm螺丝钉和三通将他们连接在一起。
9.用双面胶将电池盒粘贴接在第二个窗板上，并将电池盒上的红黑导线连接在电机上。
10.用6mm螺丝钉通过多孔方柱将两个窗板连接在一起，注意孔位选择。
11.制作完成。

实验认知：通过串联电路接通电机，电机的主齿轮旋转，带动大齿轮旋转，这个结构叫做一级减速机构，这样就实现了大齿轮减速增力，从而带动小车运动起来，小，火车的惯性会让小火车的速度越来越越快。

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吉普车

实验目的：学习串联电路。了解一级齿轮减速机构。
实验重点：当电路接通的时候，电机通过一级减速齿轮机构，带动车体运动。

实验准备

材准备材料:大底板，小底版，车轮，塑料，轴夹，大齿轮，主齿轮，电池盒，多孔方柱，小脚铁，钢轴，轴套，4mm丝钉(8个)，6mm螺丝钉(14个)。

安装过程
1.取出一根钢轴和一个大齿轮将齿轮安装在钢轴上大约两厘米处。
2.将电机卡入电机卡内并将主齿轮安装在电机轴上。
3.用塑杆轴夹将钢轴和带齿轮的钢轴固定在大底板下方， 并用4个轴套分别在钢轴上限位。
4.用4个6mm螺丝钉从大底板上方
将塑杆轴夹定，防止塑杆轴 如夹脱落。
5.用6mm螺丝钉将第二步做好的框架固定在大底板上，注意主齿轮和大齿轮啮合。
6.用4mm螺丝钉将两个小角铁固定在大底板上，如图所示。

7.用4mm螺丝钉将塑杆片固定在小角铁上。
8.用4mm螺丝钉将电池盒固定在主 大底板上，并将红黑导线连接在电机上。
9.用6mm螺丝钉将4个多孔方柱固定在小底板的四角
10.用6mm螺丝钉将第九步做好的框架安装在大底板上，注意左右对称，(螺丝钉从大底板下方安装)
11.将四个车轮分别安装在钢轴上 制作完成，通电开始实验。(如果没有效果，检查第四步上方安装) 的螺丝钉和轴套是否安装太紧)。

实验认知：该产品通过串联电路接通电机，电机的主齿轮旋转，带动大齿轮旋转，这个结构叫做一级减速机构，这样就实现了大齿轮减速增力，从而带动车体运动起来。

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趣味投篮器

实验目的:学习费力杠杆，了解抛物线运动。
实验重点:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒就是杠杆，杠杆分为省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆。

省力杠杆:开瓶器，羊角锤，镰刀，动滑轮等;
费力杠杆:筷子、镊子、钓鱼竿等；等臂杠杆，天平、翘翘板等。

实验准备
材料准备：大底板，小底板，长杆，短杆，塑料球，鼎字架，全新瓶盖，皮筋，轴套，双孔连接器，钢圈，钢轴，大角铁，轴夹，三通，4m螺丝钉(8个)，6mm螺丝钉(11个),8mm螺丝钉(2个)12mm螺丝钉(3个)。

安装步骤

1.用6mm螺丝钉将一个鼎字架固定在大底板上。
2.用3个12mm螺丝钉将两根长杆连接在一起。
3.将连接好的长杆插入大底板上的鼎字架内，然后在长杆顶部用6mm螺丝钉再安装一个鼎字架。
4.将钢圈插入双孔连接器内。
5.用8mm螺丝钉将长杆顶端的鼎字架、小底板，双孔连接器连接在一起，注意小底板对称。

6.用4mm嫘丝钉将两个鼎字架固定在小底板上，并将两根短杆插入鼎字架内。
7.用4m螺丝钉将两个皮筋和轴夹因定在长杆上。
8.用4mm螺丝钉将大角铁因定在轴夹下方。
9.用6mm螺丝钉将瓶盖固定在长杆另一端。
10.将钢轴先后穿过小底板上的短杆和大角铁，并用轴套限位，皮筋套在底板上。
11将四个三通分别安装在小底板四角。
12.制作完成，选择合适角度和位置，注意发射力度。

实验认知：

发射装置利用杠杆原理制作而成，钢轴是杠杆的支点，有皮筋的一侧是动力骨，另一侧是阻力臂， 动力臂比阻力臂短，因此这是费力杠杆，利用皮筋的弹性提供动力，投篮时，将投篮架和发射机构放到平面上，投篮架用重物压住以保持稳定性，将球放入瓶盖中，按压杠杆，球快速以抛物线的运动方式向篮板方向飞去，完成投篮，多次实验，找到合适的力度和角庋，你会成为灌篮高手。尝试远距离投射，增加挑战难度。

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360度摇头风扇

实验目的:学习串联电路.360摇头风扇的原理。
实验重点:连接减速器的电机在转动时，减速器开始工作而减速器的大齿轮又与底座连杆是固定在一起不动的，这样实现了360度摇头。

实验准备
材料准备：底板，扇叶，减速器，长杆，短杆，电机，电机史
电池盒，鼎字架，三通，主齿轮，大轴套，6mm螺丝钉，10mm螺丝钉，12m螺丝钉。 1.制作底座，用6mm螺丝钉将四个三通分别安装在底板四角。
2.将长杆安装在鼎字架上并用6mm螺丝钉因定在底座上。
3,将短杆用10m螺丝钉定在减速器的大齿轮上.
4.用12m螺丝钉通过鼎字架内部固定在短杆正中间.
5.用10mm螺丝钉穿过电池盒和大轴套固定在减速器上.
6.将主齿轮安装在电机轴上并将电机套在电机夹内.
7.将电机上的主齿轮和减速器上的齿轮啮合在一起，并将电池盒上的红黑导线连接在电机的接线片上。
8.将第七步做好的框架安装在长杆上。
9.安装扇叶，制作完成，通电实验，如果风扇无风，交换红黑导线在电机接线片上的位置.

实验认知:

使用一个独立的串联电路，使用双出轴电机，电机一端出轴拉制摇头机构的同时、另一端带动扇叶实现吹风功能。摇头机构通过减速器来实现，是为了大大降低摇头的速度，当连接减速器的电机主齿轮转动时，逐级带动其它齿轮，最后通过大齿轮与底座连杆连接在一起，短杆另一端固定不动，这样整个摇头机构围绕着与大齿轮固定在一起的底座旋转，从而实現360度摇头，关闭电源，风扇停止摇头，同时也停止了吹风功能。

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水陆两栖车

实验目的：学习水陆两栖模型的原理。

实验重点：

电路接通时，强大的风力推动车体在地上运动，当放入水中，泡沫轮又提供了足够的浮力 使得车体漂浮在水面上因此又可以在水面上运动。

实验认知：

使用大风力扇叶，以保证车体可以在路面上运动，当电机工作时，切勿用手触摸扇叶，泡沫轮的中心位置尽量不要偏离钢轴太多，以保证车体做直线运动。比较对比观察水的阻力与空气阻力的大与小。

实验准备材料：泡沫球，窗板，十字片，电机，电机夹，直角塑料杆，齿轮，扇叶，钢轴，桥铁，鼎字架，轴套，电池盒，双面胶片，4mm螺丝钉(12个),6mm 蝶丝钉(4个)。

安装步骤

1.用6m螺丝钉通过十字片将两个窗板连接在一起。

2.将直角塑料杆插入鼎字架内，并用4mm螺丝钉将鼎字架固定在窗板上。

3.用4m螺丝钉将两个桥铁国定在窗板下方。

4.将两根钢轴分别穿过桥铁并用轴套限位，然后将四个齿轮安 在窗板上 在钢轴上。

5.将4个泡沫球道过双面股片分别粘贴在4个齿轮上 。

6.将电机卡入电机夹内并将扇叶安装在电机轴上。

7.将电机夹套在直角杆上。

8.将电池金用双面胶片粘贴在十字片上，并将电池盒上的红黑导线连接在电机上。

9.制作完成，通电后在平地上和水面上开始实脸，如果行驶缓慢将电机轴上的扇叶反转安装 后再实验。(请勿触碰高速試转中的扇叶)

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蠕动机器人

实验自的：

学习串联电路。

了解蠕动机器人原理。

实验重点：

当串联电路接通的时候电机动力通过减速箱传递到偏心皮带轮一侧的 蜡动连杆机构，通过棘轮机构的配合实现蠕动效果。

实验材料准备：长杆，橡胶轮，电机，皮带轮，双面胶片，电池盒 T字架，齿轮，三通，轴套，扎带，25mm钢轴，50mm钢轴，70m钢轴，12mm半螺纹螺丝钉(2个)6mm螺丝钉(5个)。

安装步骤：

1.将两根70mm钢轴分别穿过两个齿轮，大约2厘米处。

2.用12m螺纹螺丝钉将两个三通分别安装在长杆上的第三个贯穿孔内。

3.将2个6m螺丝钉分别拧入三通内大约2毫来。

4.取出第一步做好的一根带齿轮的钢轴，第三步做好的带三通的长杆、一根新长杆、两个轮胎、一个轴套，然后用70mm钢轴穿过这些零件，并用轴套限位。

5.用扎带通过电机上的孔位将电机和T字架连接在一起。

6.用6m螺丝钉将皮带轮安装在电机轴上。

7取出一根新的长杆，用25钢轴穿过轴套和长杆因定在皮带轮上。

8取出第四步做好的框架、一根新的长杆、一根带三通的长杆4个轴套，然后用70mm钢轴穿过这些零件并用轴套限位。

9取出第一步做好的带齿轮的钢轴两个橡胶轮，三个轴套和第八部的做好的框架，用大齿轮的钢轴穿过这些零件，并用轴套限位。

10.(1)用6m螺丝钉将第七步做好的框架通过T字架安装在长杆上并将第七步上的长杆用50mm钢轴固定在两个长杆之间，并用轴套限位。

11.用双面胶片将电池盒粘贴在第七步的长杆上，并将红黑导线连接在电机上。

12.制作完成，通电开始实验。

(注意两个三通需指向同一侧)

实验认知

当串联电路接通的时候，电机动力通过减速箱传递到偏心皮带轮一侧，偏心皮带轮与蠕动连杆机构连接在一起，这个过程，偏心皮带轮的圆周运动转化成连杆的伸缩运动，当伸缩的时候，通过棘轮机构的配合，将伸缩转 化为向一个方向伸缩，从而实现伸缩直线运动。同时调节两个三通向另一侧，运动方向也会会随之改变，这是棘轮机构的特点所决定，棘轮机构只能向一个方向旋转而不能倒转。所以蠕动机器人在棘轮机构的配合下可以运动方向。

知识扩展

韩国首尔大学的研究人员已经创造出能够依靠吸收周围环境中水分而前行的机器人。本周在《科学机器人》杂志上 描诉的所谓的“湿度机器人”可以爬行，动，像蛇一样弯曲。而且在未来，它们可以用于各种应用，包括将药物输送到人体皮肤等。这种微型机器人的设计灵感来自植物，它们可以通过吸收地面或空气中的水分来改变形状和大小。例松果的鳞片在潮湿时紧闭，干燥时则打开，使其内部的种子可以传播得更远。这种最新的机器人不是由植物材朴制成的它们只是模仿植物背后的机制。制造一台依靠吸收空气中水分来运行的机器人是很有价值的，因为空气中的水分是一种全天然的能量来源。这也是没有毒性的，不像电池可能会发生爆炸。这是微型机器人未来或能在人体内使用的关键。

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漫步机器人

实验目的：

学习串联电路。

了解走路连杆机构。

实验重点：

当串联电路接通的时候 电机动力通过减速箱传递到偏心齿轮两侧的走路连杆机构，从而实现走路效果。

实验认知：

当串联电路接通的时候，电机动力通过减速箱传递到偏心齿轮两侧，偏心齿轮与走路连杆机构连接在一起，两边的偏心齿轮交错转动，这个过程，偏心齿轮的运力转化成连杆的上下运动，这样就实现了走路效果。

实验准备材料：长杆，短杆，T形架，窗板，电机夹，电机，电池 盒，偏心齿轮，钢轴，桥铁，L形角铁，卡通眼睛 大轴套，4mm螺，6mm螺丝钉，12mm螺丝钉，16mm半螺纹螺丝钉。

安装步骤：

1.将电机卡在电机央内并用6m螺丝钉固定在窗板上。

2.用6mm棵丝钉将偏心齿轮固定在电机轴上，保证偏心齿轮转动顺畅。

3.用12m螺丝钉将两个T形架分别安装在长杆上。

4.用6m螺丝钉将两个短杆分别居中固定在T形架上。

5.将两个16mm年螺纹螺丝钉分别穿过两根长杆，并套上大轴套。

6.将第五步做好的两个框架其中一个固定在左偏心齿轮的上贯穿孔内，另一个固定在右偏心齿轮的下贯穿孔内.

7.用两个4mm螺丝钉将桥铁安装在窗板顶端。

8.将钢轴穿过桥铁和长杆并用轴套限位。

9.将L形角铁用4mm螺丝钉固定在短杆上。

10.用一个4mm螺丝钉将电池盒固定在电机夹上，并将红黑导线连接在电机上。

11.安装卡通眼睛在窗板上，制作完成，通电实验，如果机器人倒行将电机上红黑导线的位置互换再实验。

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太阳能风扇

实验目的：

了解太阳能电池。

学习串联电路。

实验重点：

太阳能风扇是利用太阳能电池组成的串联电路将光能转化为电能，并带动电机旋转的风扇。

实验认知：

太阳能电池的原理是半导体PN结的光生伏特效应，当半导体的PN结受到光照时，物体内部电荷的分布状态发生变化，产生电流生流和电动势。使用高功率太阳能电池板组成简单的串联电路制作而成。太阳能电池，又称为“太阳能芯片”或“光电池”,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏( Photovoltaic,缩写为Pv) 同称光伏。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。

实验准备材料：底板，扇叶，太阳能板，电机，电机夹，长杆，晶

字架，三通，大角铁，胶片双孔轴套，6mm螺丝钉，16mm半螺纹螺丝钉。

安装步骤

1.制作底座，将四个三通分别安

装在底板四角。

2.把长杆插入鼎字架并固定在底

座上。

3.将两个16mm丰螺纹螺丝钉穿过

鼎字架内部。

4.通过电机夹将鼎字架和双孔轴

套用16m半螺纹螺丝钉连接在一起。

5.将电机安装在电机夹内并和长杆连接。

6.将大角铁用6mm螺丝钉固定在底座上并稍做弯曲。

7.将太阳能板通过双面粘贴在打角铁上。

8.将电机上的蓝导线和太阳能

板上的导线连接。

9.安装扇叶，制作完成。(如果风扇转动无风将太阳能板上的红黑导线和电机上的导线连接处互换)

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胡克轮

实验目的

了解胡克定律在胡克轮上的应用。

学习弹性势能与动能的互相转化。

实验重点

在皮筋弹性限度内，形变越大，产生的力就越大，这是胡克定律的定性表述。

实验准备材料：明轮，皮筋，螺丝帽，螺丝钉，长管。

安装步骤

1.用螺丝钉将长管安装在明轮上，注意孔位不要倾斜。

2.将一个皮筋穿过两个螺丝帽。

3.穿过之后将皮筋边缘重叠。

4.将另外两个皮筋分别套在穿好的皮筋上

5.将皮筋穿过明轮中间保证螺母不碰到长管并将皮筋挂在明轮边缘(挂在明轮边缘的目的是为了调节松紧度)。

6.制作完成，在地面上滚动实验。

实验认知

推动胡克轮时要尽量不要让螺母不能在胡克轮内部打转，螺母的作用是保证胡克轮的动能顺利转化为皮 筋的弹性势能。当胡克轮向前滚动时，胡克轮的动能转化为皮筋的弹性势能，直到动能全部转化完毕，此时，弹性势能又开始向动能转化，胡克轮开始向后运动。皮筋本身可以发生形变，而这个形变过程就是存储弹性势能的过程而弹性势能又很容易在胡克轮上释放出来，因为轮子与水泥地面的摩擦力相对较小。

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单杠机器人

实验目的

学习二级减速滑轮装置。

学习摩擦力的应用。

实验重点

电动机主动轮通过双层皮带轮，把电动机的高转速转化大皮带轮的低转速，这个过程中主动轮速度经历了两次减速。

实验准备材料：底板，窗板，长杆，直角塑料件，U型夹，电机 ，十字电机夹，十字片，鼎字架，电池盒，大皮带轮，双层皮带轮，主皮带轮，25mm钢轴，110m钢轴，卡通眼睛，皮筋，轴套，4mm螺丝钉，6m螺丝钉。

安装步骤

1.用4mm螺丝钉将两个鼎字架固定在地板上，注意孔位选择并将长杆插入鼎字架内。

2.制作卡通小人儿，用6mm螺丝

钉将十字片，直角塑料件，U型夹，固定在窗板上，并粘贴卡通眼睛。

3.将110m钢轴穿过长杆和卡通

小人上的直角塑料件，并用轴套限位。

4.将大皮带轮安装在110mm钢轴上

5.将双层皮带轮用25mm钢轴安装

在长杆中间，并用轴套限位，注意双层皮带轮旋转顺畅。

6.将主皮带轮安装在电机轴上。

7.将电机卡入十字电机夹内并用6mm螺丝钉固定在底板一角，注意孔位选择。

8.用两个皮筋将大皮带轮，双层皮带轮，和主皮带轮连接在一起。

9.用4mm螺丝钉将电池盒固定在底板上，并将红黑导线连接在电机上。

10.制作完成通电开始实验(如果转向相反调换电机上红黑导线的位置)

实验认知

用电动机通过双层皮带轮，把电动机的高转速转化大皮带轮的低转速。电动机的主动轮在转动时对皮 带的摩擦力做正功，使皮带的速度增大，皮带对副动轮的摩擦力做正功，从而使副动轮也转动，最终皮带上的摩擦力驱动大皮带轮转动，大皮带轮驱动钢轴上的卡通小人做单杠旋转运动。

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机械爬虫

实验目的

学习串联电路。

学习电能转化为动能。

了解机械爬虫仿生机械结构。

实验重点

接通电路后，减速电机转动，带动爬行臂交互运动，呈现爬行状态。

实验准备材料：窗板，橡胶轮，长杆，电机夹，减速电机，电池盒，

十字片，大角铁，钢轴，桥铁，偏心齿轮，卡通眼睛，轴套，12mm螺丝钉，6m螺丝钉，4m螺丝钉。

安装步骤

1.用4个6mm螺丝钉将减速电机通 过电机夹固定在窗板上(注意孔位选择，左右对称)。

2.将偏心齿轮用6mm螺丝钉安装在减速电机轴上，保证旋转顺畅。

3.用12mm螺丝钉将两根长杆分别固定在减速电机两侧偏心齿轮的贯穿孔内。(注意长杆指向和螺丝钉固定位置)。

4.用6mm螺丝钉固定在两侧偏心齿轮的一个非贯穿孔内。

5.用两个6mm螺丝钉将十字片固

定在窗板上，注意孔位。

6.用4mm螺丝钉将桥铁固定在窗板上。

7.用钢轴穿过桥铁并用轴套很位

然后将橡胶轮安装在钢轴上。

8.将电池盒安装在十字片的中心

位置并将红黑导线连接在减速

电机上(注意：减速电机上的

铜片比较脆弱)。

9.将大角铁用4mm螺丝钉固定在窗板上，并贴上卡通眼睛。

10.用12mm螺丝钉将橡胶轮固定 在长杆上，制作完成，通电实验，如果走向不正确请交换减速电机上红黑导线的位置。

实验认知

采用仿生设计，闭合开关后，串联电路接通，马达开始工作，通过减速齿轮箱带动爬行臂交互运动，使用减速齿轮箱的目的是为了给爬行臂提供足够的爬行力量，从而使机械爬虫能够适应多种路面，如地板，石头路面，草地等。

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电动风力车

学习目的

学习串联电路了解螺旋桨的动力由来。

当串联电路接通的时候，电机动力螺旋桨产生强大的风力，从而推动小车运动。

学习重点

螺旋桨高速旋转时，桨叶不断把大量空气向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。桨叶上的空气动力产生了一个在前进方向的分 力，这个分力构成了小车前进的动力。

实验认知

螺旋浆高速旋转时，桨叶不断把大量空气向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。桨叶上的空气动力产生了一个在前进方向的分力，这个分力构成了小车前进的动力。

实验准备材料：长杆，电池盒，车轮，直角塑料杆，扇叶，多孔塑料片，短杆，轴套，鼎字架，电机夹，轴夹，50mm钢轴，25mm钢轴 ,大桥铁，4mm螺丝钉（6个）6mm螺丝钉(8个）。

安装步骤:

1.用6mm螺丝钉穿过轴夹和轴套固定于短杆两端，(注意：安装在短杆的稀疏孔位一面)。

2.将直角塑料杆插入鼎字架内并用4mm蝶丝钉固定在短杆上非贯穿孔内，注意左右对称。

3.用6mm螺丝钉将多孔塑料片安装在短杆上。

4.用6mm螺丝钉将长杆固定在多孔塑料片上。

5.用4mm螺丝钉将大桥铁安装在长杆另一端。

6.用25mm钢轴穿过大角铁安车轮，用50mm钢轴穿过两个轴夹安装车轮。

7.将电机卡入电机夹内，并将扇叶安裝在电机轴上。

8.将电机夹安装在直角塑杆杆上。

9.用4mm螺丝钉将电池盒固定在长杆上，并将红黑导线连接在电机上，制作完成开始实验，如果行驶缓慢将电机轴上的扇叶反转安装后再实验。(请勿触碰高速旋转中的扇叶)。

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电磁秋千

实验目的

学习电流磁效应。

了解磁场的方向性。

实验重点

任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的 目效应。将线圈放到磁场中，通电的线圈具有了磁性，和磁铁的磁场方向相同，同名磁极相排斥，在重力和惯性的作用下而来回摆动，秋千就荡起来了。

实验认知

通过线圈做成秋千，秋千摆杆垂直不动，电路断开，当秋千摆动，摆杆与导线滑动接触，电路接通，电流通过线圈产生磁效应，线圈具有了磁场，和磁铁的磁场之间产生排斥力，这个排斥力推动线圈摇摆，当秋荡到最高点后，靠自身重力返回，返回到最低点时，摆杆与导线接触电路再一次接通，秋千再一次荡到另一个方向的最高点，这样循环往复，直到电池电源耗尽，由于一根导线的磁效应很弱，所以我们把导线做成线圈，这样就会产生更强的磁效应。由于磁场具有方向性，如果秋千不摆动，需要调整一下磁铁的磁极方向。

实验准备认识材料：底板，长杆，鼎字架，砂纸，铜线圈，电池盒，大角铁，磁铁，4mm螺丝钉。

安装步骤

1.用4mm螺丝钉将两个鼎字架固定在底板上注意孔位选择，然后将两根长杆插入鼎字架内

2.用4mm螺丝钉将另外两个晶字架固定在根长杆的两端。

3.将两个大角铁用4mm螺丝钉安装在第二步的长杆上，注意左右对称。

4.将第四步做好的框架通过鼎字架安装在另外两根长杆上，并将两个大角铁稍做弯曲。

5.用砂纸打磨铜线圈两端，反复打磨大约4厘米，(打磨光亮)。然后将铜线圈两端挂在大角铁上。

6.用4mm螺丝钉将电池盒固定在长杆上，红线穿过长杆，红线露出的铜线部分延伸到和铜线圈一端有交集的地方，保证铜线圈晃动触碰，黑线连接在铜线圈另端上的大角铁上。

7. 将铁放在铜线圈下，通电后轻轻拨动铜线圈开始实验，如果没有实验效果将磁铁反转过来再实验。

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