论文部分内容阅读
实验原型及不足
《小车的运动》一课,以学生喜爱的小车为话题,对小车在平面上的运动过程中所产生的问题“一辆载重汽车行驶的快慢与哪些因素有关”进行探究。
在本次实验中,对于学生来说,最大的困难在于如何准确测量小车快速通过一段距离需要的时间。传统的秒表可以计时,但是却很难记准确。怎样解决计时不准确的问题?结合我校开展的创客教育,我与学生一起设计了一款“计时小车”。
制作材料
车轮4个、车轴2个、橡胶轴套若干、椴木板、长螺栓及螺母、Arduino主板、数码管、开关、9V电池、红外发射和接收模块、杜邦线、热熔胶、五金固定件、小自攻螺丝、小黑板、大白纸、黑色宽胶带等。
制作过程
1.用切割锯割椴木板一块,尺寸为15?cm×10?cm。四个角上分别固定一个五金件,穿上车轴,用轴套固定,然后加上4个车轮,做成小车的底盘(如图1)。
2.分别在小车底盘上安装Arduino主板(如图2)、数码管、开关、9?v电池、红外发射和接收模块等,用热熔胶粘牢固,并用杜邦线对应着连线。程序设计可参考编写软件mixly。
3.在底盘上四个角的位置钻孔,穿上4個螺栓,用螺母固定好,再各安一个螺母,调整到统一的高度。
4.用椴木板和热熔胶制作一个和底盘一样大的盒子,作为小车的车斗。在对应着小车底盘的4个螺栓的位置分别钻孔。
5.将小车底盘和车斗对应着固定好。在小车前端系上细线,挂上一个回形针,方便挂螺母(如图3)。
6.在小黑板上铺白纸,用黑色胶带设置起点和终点,在终点处用木板设置障碍,防止小车掉下去。
使用方法
计时小车的底部有红外发射和接收模块,发射和接受产生的红外信号,当遇到黑色和白色时,会产生不同的值。小车从起点的黑线进入白色区域开始计时,到达终点的黑线停止计时,从而获取小车在白色区域内运动的时间。具体步骤如下:
1.将小黑板放在桌上,小车放在起点处,打开开关,此时数码管显示“0000”。
2.松开手,在螺母拉力带动下小车开始向前运动,当到达终点时,数码管显示时间。例如数码管显示“1:44”,此时可以记录下小车运动的时间是1"44。
3.再把小车推到起点处,然后松手,进行第二次测量。
拓展及应用
改进后的计时小车还可加入码盘,结合对置的红外发射接收模块,利用检测到黑色块和镂空块(如图4)的值,结合一圈转多少个黑色块和镂空块以及小车轮胎的周长编写程序,之后测量小车运动的路程、时间,就可计算出小车的平均速度,也可用数码管显示出来。此小车广泛应用于小学、中学的相关实验中,具有很大的推广价值。
《小车的运动》一课,以学生喜爱的小车为话题,对小车在平面上的运动过程中所产生的问题“一辆载重汽车行驶的快慢与哪些因素有关”进行探究。
在本次实验中,对于学生来说,最大的困难在于如何准确测量小车快速通过一段距离需要的时间。传统的秒表可以计时,但是却很难记准确。怎样解决计时不准确的问题?结合我校开展的创客教育,我与学生一起设计了一款“计时小车”。
制作材料
车轮4个、车轴2个、橡胶轴套若干、椴木板、长螺栓及螺母、Arduino主板、数码管、开关、9V电池、红外发射和接收模块、杜邦线、热熔胶、五金固定件、小自攻螺丝、小黑板、大白纸、黑色宽胶带等。
制作过程
1.用切割锯割椴木板一块,尺寸为15?cm×10?cm。四个角上分别固定一个五金件,穿上车轴,用轴套固定,然后加上4个车轮,做成小车的底盘(如图1)。
2.分别在小车底盘上安装Arduino主板(如图2)、数码管、开关、9?v电池、红外发射和接收模块等,用热熔胶粘牢固,并用杜邦线对应着连线。程序设计可参考编写软件mixly。
3.在底盘上四个角的位置钻孔,穿上4個螺栓,用螺母固定好,再各安一个螺母,调整到统一的高度。
4.用椴木板和热熔胶制作一个和底盘一样大的盒子,作为小车的车斗。在对应着小车底盘的4个螺栓的位置分别钻孔。
5.将小车底盘和车斗对应着固定好。在小车前端系上细线,挂上一个回形针,方便挂螺母(如图3)。
6.在小黑板上铺白纸,用黑色胶带设置起点和终点,在终点处用木板设置障碍,防止小车掉下去。
使用方法
计时小车的底部有红外发射和接收模块,发射和接受产生的红外信号,当遇到黑色和白色时,会产生不同的值。小车从起点的黑线进入白色区域开始计时,到达终点的黑线停止计时,从而获取小车在白色区域内运动的时间。具体步骤如下:
1.将小黑板放在桌上,小车放在起点处,打开开关,此时数码管显示“0000”。
2.松开手,在螺母拉力带动下小车开始向前运动,当到达终点时,数码管显示时间。例如数码管显示“1:44”,此时可以记录下小车运动的时间是1"44。
3.再把小车推到起点处,然后松手,进行第二次测量。
拓展及应用
改进后的计时小车还可加入码盘,结合对置的红外发射接收模块,利用检测到黑色块和镂空块(如图4)的值,结合一圈转多少个黑色块和镂空块以及小车轮胎的周长编写程序,之后测量小车运动的路程、时间,就可计算出小车的平均速度,也可用数码管显示出来。此小车广泛应用于小学、中学的相关实验中,具有很大的推广价值。