機(jī)械工程啟蒙，從了解這六種簡(jiǎn)單機(jī)械開始

簡(jiǎn)單機(jī)械是用運(yùn)用力的基本元件，它是牛頓力學(xué)「向量力學(xué)」主要的研究對(duì)象。包括：杠桿「Lever」、斜面「Inclined plane」、楔「wedge」、螺旋「screw」、輪軸「Wheel &Axle」、滑輪「pulley」。了解這六種機(jī)械，孩子看世界的眼光都將不同，從此蹺蹺板=杠桿，滑梯=斜面、剪刀=杠桿+楔….

7級(jí)The Kids' Book of Simple Machines: Cool Projects & Activities that Make Science Fun!8人有 · 評(píng)價(jià)3 · 書評(píng)1Kelly DoudnaMighty Media Kids / 2015-08 一本非常棒的工程科學(xué)啟蒙和DIY實(shí)驗(yàn)的書，獲得了很多的獎(jiǎng)！ 深入淺出的介紹了機(jī)械基本的六個(gè)構(gòu)成，杠桿、斜面、輪子、楔、螺旋、滑輪，配以簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（以后慢慢做），Homeschool好幫手！ 內(nèi)容包括： 著名科學(xué)家和發(fā)明家的介紹; 每個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)器的介紹，包括現(xiàn)實(shí)世界的例子和歷史，還有在大型設(shè)中尋找基本構(gòu)造的簡(jiǎn)單例子！ 實(shí)驗(yàn)材料和工具清單，分步說明和照片！ 雖然內(nèi)容對(duì)3歲孩子來說難，但小甜妹對(duì)齒輪之類的東西很有興趣，引入基本概念，感覺引導(dǎo)孩子看世界的眼光完全不同了，剪刀=杠桿+楔，門把手=杠桿+輪子； 小甜妹的理解能力也不錯(cuò)，看完杠桿就馬上想到蹺蹺板！（估計(jì)看起來像??） 告訴她門把手是杠杠，馬上聯(lián)想到勺子也是??

《The Kids' Book of Simple Machines》這本書讓我很意外，從圖書館借回來本來計(jì)劃自己看，但小甜妹卻看的不亦樂乎，然后打開了馬桶抽水桶蓋，就這么踏入了機(jī)械世界！

這本書簡(jiǎn)單，清晰，包含大量取材日常，可操作性強(qiáng)的活動(dòng)，曾獲得過Gold Award Winner for the 2015 Parents' Choice Award等諸多獎(jiǎng)項(xiàng)。是非常棒的STEM啟蒙書籍，但美Amzon也只有kindle版「難到都是家長(zhǎng)老師看？」。

輕拍我??「老是推薦些買不到的書」，但這本書思路簡(jiǎn)單、易于應(yīng)用，我就把內(nèi)容詳細(xì)介紹一下，里面的活動(dòng)也一目了然，以后爭(zhēng)取把做過的活動(dòng)給大家記錄下來。

杠桿「Lever」：

由剛性材料制成、直的或彎曲的桿，在外力作用下繞固定點(diǎn)或一定的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械。用于移動(dòng)或抬起物品。

歷史：早期農(nóng)民用于挑水「扁擔(dān)」，士兵用于彈射「投石器」。

根據(jù)支點(diǎn)「Fulcrum」的位置，杠桿分為3種：

第一杠桿「First class lever」：支點(diǎn)在中間，負(fù)載在一邊，作用力在另一邊。如：蹺蹺板、天平…

第二杠桿「Second class lever 」：支點(diǎn)在一邊，負(fù)載在中間，作用力在另一邊。如：門

第三杠桿「Third class lever」：支點(diǎn)在一邊，作用力在中間，負(fù)載在另一邊。如：棒球桿

日常：剪刀、勺子、掃帚、開瓶器、錘子….

小實(shí)驗(yàn)：

斜面「Inclined plane」：

一個(gè)傾斜的面，會(huì)讓把物體從一個(gè)高度移到另一個(gè)高度變的容易。

歷史：用于修建金字塔的石頭，有些比四個(gè)大象還重，歷史學(xué)家認(rèn)為古埃及人利用了杠桿和斜面完成了這項(xiàng)偉大工程。

日常：滑梯、過山車、臺(tái)階

小實(shí)驗(yàn)： 

楔「wedge」：

由背靠背的斜面組成，一邊是尖的，一邊是平的，用于劈開物體、防止物體移動(dòng)。

歷史：石器時(shí)代人類就開始使用楔子切割東西。

日常：刀、牙齒、釘子、門頂、機(jī)翼、火箭頭部

小實(shí)驗(yàn)：

螺旋「screw」：

通常是表面具有凹凸不平呈螺旋線型條紋的圓柱體或圓孔體，螺旋機(jī)制能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)。

歷史：最早應(yīng)運(yùn)是螺旋泵，可能用于古巴比倫空中花園的灌溉，將兩個(gè)物體連接起來到18世紀(jì)才開始廣泛使用。

日常：瓶蓋、旋轉(zhuǎn)椅、螺絲、電扇、螺旋槳….

小實(shí)驗(yàn)：

阿基米德泵制作

輪軸「Wheel &Axle」：

由輪和軸兩個(gè)部分組成，力可在兩個(gè)部分相互傳播?？梢宰屛矬w運(yùn)動(dòng)更容易。

日常：車輪、方向盤、水車、旋轉(zhuǎn)木馬，摩天輪…

小實(shí)驗(yàn)： 

滑輪「pulley」：

滑輪是可以繞著中心軸旋轉(zhuǎn)的圓輪「或其它固定物」，將繩索纏繞于圓輪凹槽，牽拉繩索任一端，繩索與圓輪之間的摩擦力會(huì)促使圓輪繞著中心軸旋轉(zhuǎn)，滑輪主要的功能是牽拉負(fù)載、改變施力方向、傳輸功率等

日常：升國(guó)旗、吊車、卷軸門、電梯….

小實(shí)驗(yàn)：

簡(jiǎn)單機(jī)械組合在一起就是復(fù)合機(jī)械，可以實(shí)現(xiàn)更多功能，讓生活變的更容易。日常看到的大部分是都是復(fù)合機(jī)械。

帶著孩子發(fā)現(xiàn)日常機(jī)械中的簡(jiǎn)單機(jī)械會(huì)是一件非常有趣的事情「三歲孩子會(huì)當(dāng)find&seek玩的不亦樂乎」。小甜妹最近非常關(guān)注周圍的螺旋、輪軸…

對(duì)早期的孩子來說周圍的世界才是最好的立體書籍，帶著孩子用心觀察，早期對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的了解和力的直觀感覺將會(huì)讓孩子若干年后的物理學(xué)習(xí)變的容易！