機(jī)械啟蒙|從了解這六種簡(jiǎn)單機(jī)械開始

2019-5-14 19:22 原創(chuàng) · 圖片9

簡(jiǎn)單機(jī)械是用運(yùn)力的基本元件,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….

《The Kids' Book of Simple Machines》這本書讓我很意外,從圖書館借回來本來自己看的,但小甜妹看的不亦樂乎,然后我們打開了馬桶抽水桶蓋,就這么踏入了機(jī)械世界大門??!  
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,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」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….


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…


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)代人就開始使用楔子切割了。  
日常:刀、牙齒、釘子、門頂、機(jī)翼、火箭頭部…


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….


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…


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….  
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。


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」。


DIY的阿基米德螺旋泵;  
小甜妹最近對(duì)尋找周圍的簡(jiǎn)單機(jī)械性質(zhì)盎然,觀察升降桌工作原理

這本書不算有趣,但我家妞兒就喜歡這種簡(jiǎn)單、直接、與生活緊密結(jié)合的科普??(看過另一本DK的簡(jiǎn)單機(jī)械,以樹懶從動(dòng)物園逃跑為情節(jié),結(jié)果一晚上和我糾結(jié)“它們?yōu)槭裁匆优??我不想他們逃???♀????♀?) 
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,充分利用! 
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!


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6年前
很好的書,謝謝推薦
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Sweetie媽咪
Sweetie媽咪
2016