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玩乐高学机械:蒸汽火车 v.s.平行四边形机构

创客手工 物理 小学低年级 小学高年级 初中 乐高玩机械 创新创意

教学目标

1、学会利用乐高制作蒸汽火车 2、认识平行四边形结构 3、了解火车的发展历史
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科技学堂

火车诞生的故事

1803年,英国人查理德·特里维西克制造了第一 台在轨道上行驶的蒸汽火车。这种车因为当时使用煤炭或木柴做燃料,所以人们都叫它 “火车” ,这个名称一直沿用至今。



特里维西克的第一台蒸汽机车


1814年,英国人史蒂芬孙制造出一台5吨重的“皮靴号”蒸汽火车, 这是第一台成功的火车。


但是它还不能真正地投入实际使用。


1829年史蒂芬孙父子设计的“火箭号”蒸汽火车行驶速度达每小时58千米,创造了当时地面行驶车辆的最高速度。这台“火箭号”蒸汽火车奠定了现代蒸汽火车的基础。


“火箭号”蒸汽机车


后来,史蒂芬孙不断对火车进行改良,性能也越来越好,火车渐渐受到人们的信赖 和关注。


随着时代的发展,现代的火车采用内燃机或电动机产生动力替代内然机,这样的机车分别称为内燃机车和电力机车。


了解完火车的发展历程,我们开始制作一个早期蒸汽火车的运动机构吧。


材料准备

乐高零件



其他工具材料:A4纸、剪刀、双面胶。



搭建结构

1、搭建车头结构

包括:车轮驱动机构、活塞运动、车身支撑、轨道支撑。




2、增加车厢支撑





3、烟囱、烟雾支撑




4、组装

制作"火车"车身

1、打印图片并剪切

打印车身图片,并将各部分剪下来。



记得要把车头的窗户,车轮上面的白色小孔剪掉哦!


2、粘贴

粘贴三个车轮



粘贴车身



粘贴小车轮


注意:小车轮的底部要尽量与大车轮的底部保持在同一水平线上哦!



粘贴连杆和气缸



粘贴铁轨、制作烟雾



粘贴车厢


连上电池,开启程序,让你的小火车跑起来吧!



蒸汽火车的原理


蒸汽火车通过用煤烧水,使水变成蒸汽,从而推动活塞直线运动,再转换成轮子的圆周运动。



蒸汽火车轮子之间的运动是如何传递的?



平行四边形机构

平行四边形机构是一种特殊的双曲柄机构。