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探索

在制作糕点时，需要将蛋黄蛋清分开，并把蛋清搅拌至奶油状，这是一项浩大的工程，为此人们发明了打蛋器。图示为个手动打蛋器。

使用手动打蛋器时，需要人们一直往同一方向快速搅拌蛋液直到将蛋清搅拌至奶油状，相对于其他工具，手动搅拌器确实省了很大的力气，但搅拌需要快速长时间的操作手部依旧会感到很酸痛。
为了解决这个问题，人们想到可以加入加速齿轮组，这样手腕转动速度就可以减慢，以减轻手部负担。最终设计人员还加上了把手，将手动打蛋器升级成为了手摇式打蛋器。

在手摇式打蛋器中，我们加入了齿轮组，由大齿轮作为主动啮合小齿轮。当我们转动大齿轮一周，小齿轮却能转动好几周。从而搅拌叶转动几周，这样就不需要我们迅速的转动手腕也能将蛋清搅拌至奶油状。

制作

下面我们来制作打蛋器。
1.首先需要制作一个可以用来支撑轴齿轮组的框架。

在框架上横着穿一根轴再竖着穿一根轴。横轴的中间安装一个大齿轮，而竖轴靠近横轴的一端装一个小齿轮，这个小齿轮要和横轴上的大齿轮咬合在一起，在竖轴的另一端再安装一个齿轮。另外，在横轴的一端装一个小把手，安装效果如图所示：

制作搅拌叶搅拌叶比较简单，找两个U型的或四个L型的叶片状零件即可。完成效果如图所示：

将做好的搅拌叶固定在一个轴的一端，同时在这个轴上再增加一个小齿轮，我们要在框架的这一端再制作一个加速的齿轮组。将安装了搅拌叶的轴插入框架当中，这里要注意要让两个齿轮啮合在一起，安装效果如图：

用我们的器材制作的搅拌器如下：

齿轮

齿轮是一种轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械零件。齿轮上每一个用于啮合的凸部分称为轮齿，一般叫作齿，这些凸起部分一般呈辐射状排列，配对齿轮上的轮齿互相接触可使齿轮持续啮合传动。
在齿轮的整个圆周上轮齿的总数称为齿数。

齿轮三要素：齿数、模数、压力角。
能够相互啮合的轮齿，必须是模数一样的，所以相互啮合的轮齿中直径大的齿数就会多一些直径小的齿数就会少一些，但齿轮在转动中转过的齿数是一样的，直径大的齿轮转动一周，直径小的齿轮就会转动好几周。所以直径大的齿轮带动直径小的齿轮转速会变快，被称为加速齿轮装置。

齿轮啮合时可以平行啮合也可以垂直啮合。图示齿轮组a是平行啮合对应是搅拌机中框架靠近叶片一端的两个齿轮，而齿轮组b是垂直啮合对应的是框架中横轴和竖轴交叉处的两个齿轮。

注意

1

注意平行啮合时齿轮转动的方向在同一平面上转动方向相反。垂直啮合时齿轮转动的方向，在垂直的两个平面上转动方向改变了而力的方向也改变了。

轮轴

在搅拌机中，还有一个轮轴的结构那就是横轴上的把手。这种能绕共同轴线，旋转的机械都叫轮轴。在轮轴中外环叫轮，内环叫轴，轮轴两个环是同心圆。
轮轴的实质实际是一个能够连续旋转的杠杆，这个杠杆的支点就在轴线上，轮轴在转动时轮轴有相同的转速，动力点就是轮的外圆。
动力臂就是把手到轴中心的距离而阻力点就是轴的外圆阻力臂就是轴的半径。所以当动力作用在轮上,轮轴为省力杠杆。轮和轴的半径相差越大，则越省力，但越费距离，动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆，轮和轴的半径相差越大，则越费力，但越省距离。

齿轮种类

齿轮的种类多种多样按照外形分一般分为平齿轮、冠齿轮、和涡轮。
之前我们用到的都独属于平齿轮。下图所示的齿轮称为冠齿轮，冠齿轮的齿分布在端面，而不是在抡元上一般用在机械的变数。换向离合器上在玩具上也有广泛的应用。
而涡轮上的齿，看起来好像有点扁，并不是垂直于整个轮面的这是因为，涡轮，的用法，和平齿轮的用法不太一样，涡轮通常适合杆一起使用的，蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力，涡杆上有螺丝上，相似的螺旋，螺丝上的螺旋转动的时候，会让罗斯进入，被固定件，而涡轮上的螺旋转动时会带动涡轮转动，涡轮。与我感在一起中间平面内有点像齿轮与齿条。
蜗轮蜗杆有一个其他齿轮组和布局贝的特点，我敢可以轻易转动涡轮单波轮无法转动，蜗杆这是因为蜗杆上的突脚很浅，当沃伦尝试旋转蜗杆时涡轮与蜗杆之间的摩擦力，让蜗杆保持原位。以实现运动的机械自锁。

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烤肉架，烤肉架是一种烧烤食品的机械设备，其主要功能是做各种烧烤食品，主要用于烧烤店铺、流动烤肉等。

探索

烧烤是以燃料来加热和干燥空气，然后将食物放置于炙热的干燥空气中，在一个比较接近热源的位置来加热食物。烧烤应该是人类最原始的烹调方式，早在原始社会，人类就会用木头搭起一个支架在火上烤鸡烤羊烤鱼。

一般来说，烧烤是在火上将食物烹调之，可食用食物多为肉类，因此台湾一有称此为烤肉。在现代社会由于有多种加热方式烧烤方式也逐渐多样化发展出各式烧烤炉烧烤架。而现在烧烤本身也成为一种多人聚会休闲的娱乐方式。

下面我们就来制作一个烤肉架，不过这个烤肉架是一次能够烤很多只鸡或很多只鱼的立式烤肉架。
1.制作烤肉架支架。我们这个烤肉架上有很多轴，所以我们需要搭建一个有很多个孔的立架。如下图所示：

制作齿轮传动机构。这里这么多轴，并不是分离的，而是透过齿轮组合在一起最终有一个把手带动的如下图所示：

最终完成的模型如下图所示，这里要注意各个轴的长度，为了保证有足够的空间，实际上我们只有两根轴能够用来烧烤。

齿轮速度比

在之前“奇怪的时钟”中我们学习了，在齿轮传动时由于齿轮大小的不同齿数不同，主动轮与从动轮转动的速度不同，这里我们继续学习齿轮传动的特点。

###齿轮传动的方向
两齿轮平行啮合：两个齿轮转动的方向相反，当大齿轮作为主动轮顺时针转动时小齿轮作逆时针转动。

多个齿轮啮合：靠近的两个齿轮传动方向相反，中间隔了一个齿轮的一号齿轮的一号齿轮转动方向相同，如下图所示图中，一号齿轮和二号，齿轮啮合转动方向相反，二号齿轮与三号齿轮啮合转动方向相反所以一号齿轮和三号齿轮的转动方向相同。

多个齿轮传动的速度比

在多个齿轮组成的齿轮组中计算传动速度比大致分为以下两种情况:
1.齿轮并排依次啮合。（各齿轮都不在同一轴上）根据两个齿轮啮合的速度比。大齿轮与小齿轮半径比为3:1，那么一号齿轮和二号齿轮的速度比为1:3，二号齿轮和三号齿轮的速度比为3:1，所以一号齿轮与三号齿轮的速度比为1:1。

1
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5

计算并排依次啮合的齿轮间输出的齿轮速度
可以越过J中间所有的传动过程直接比较主动
轮和输出轮的半径比或齿轮比。图中两个齿
轮，一号和三号的半径比为1:1所以一号和三
号的速度比为1:1。

2.多重加速齿轮装置。这种情况下，根据两个齿轮啮合的转动速度比，与把手同轴的大齿轮带动小齿轮，大齿轮与小齿轮半径比为3:1，那么大齿轮与小齿轮的转动速度比为1:3，而同一轴上的齿轮的转动速度相同，中间轴上的大齿轮带动小齿轮速度比为1:3，所以，主动轮与输出轮的传动比为1:9。

1
2
3

多重加速装置，最终速度比不能按照主动轮
和输出轮的半径或齿轮比直接计算，需要一
步步计算，按照倍数乘积得出最后的速度。

齿轮装置的特点

优点：
第一，可以准确无误地传递动力，齿轮传动时是通过轮齿啮合，主动轮转动一个轮齿，从动轮跟着转动一个轮齿，这样的传递方式，保证了运动的准确性；
第二，齿轮传动力大，齿轮传动，通过轮齿与轮齿之间的啮合，传动力大于皮带等装置；
第三，结构紧凑，适用于，近距离传动，不能直接啮合时可以通过多个齿轮传动。
缺点：
缺点：
第一，噪音大齿轮传动力大，所以产生的噪音较大；
第二易损坏。变速时由于传动力大，齿轮的轮齿容易断裂。

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结构体

在很久很久以前，当人们想要过河的时候，会在河的两岸搭一根树干。不过树干搭建的乔并不一定结实，如果树干不够粗的话，很容易在中间断开

当人们需要躲避风雨的时候会躲进山洞里，但山洞也不一定安全，里面通常住着凶猛的怪兽。

所以就在生活中有目的地搭建一些结构，这种为了实现某种功能而建造的物体叫做结构体，结构体通常是多个物品的连接。

钉子

钉子是我们生活中最常见的连接零件，外观如下：

钉子指的是尖头状的圆形硬金属(通常是钢)，通常作为固定木头等物用。

螺丝

目前在生活中连接时使用最多的是螺丝。

螺丝是利用其身上的斜面旋转纹路，通过旋转的形式，循序渐进地进入被固定件中的。在国定物体时，能够在省力的前提下有效的提高安全性，另外如果我们反方向旋转螺丝的话，还能够完好的将螺丝拆下来，并再次将其使用到其他地方。
螺丝是一种通称，可大体的分为螺丝钉与螺丝杆，螺丝钉一般叫做木螺丝，他和钉子有点像，只是螺丝的杆身上有螺旋状的纹路，一般用于紧固木板与塑料件。
相对于螺丝钉的另一种螺丝是螺丝杆，螺丝杆也叫机螺丝，螺丝杆前端是平头的，通常用来紧固金属机械部件。

除了螺丝，图中还有一个六边形的零件叫做螺母，螺丝杆与螺母是配套使用的，螺母的内部有螺旋状的纹路，能够通过旋转固定在螺丝上。

楔和螺旋

钉子和螺丝上其实包含了两种最基本的结构–楔和螺旋。
楔形是斜面的应用，原指上厚下薄的小木橛，在结构上表示一头尖，一头稍粗的物品。钉子相当于圆柱形的楔形。最早的记录出现在15世纪，当时的木匠们使用木钉或金属钉子把家具和木结构的建筑物连接起来。16世纪时，欧洲最早出现了金属螺母和螺丝。制钉工人开始生产带纹路线的钉子，这些钉子能够更牢固地连接东西。那是从钉子到螺丝钉所跨出的一小步。

钉子上的这种纹路叫螺旋，第一个描述螺旋的人是希腊科学家阿基米德。阿基米德螺旋是一个装在木制圆筒里的巨大螺旋物。它用来把水从一个水平提升到另一个水平，对田地进行灌溉。

阿基米德螺旋的发明者并非阿基米德本人，他只是描述了这种已经存在的东西。阿基米德螺旋可能是由古代埃及的能工巧匠们设计并在尼罗河两岸灌溉中使用的。

螺丝刀与扳手

在尝试拧螺丝的时候，大家可能发现虽然拧螺丝非常省力，不过，将螺丝和螺母拧紧也不太容易。要想将螺丝和螺母固定紧并需要依靠工具。钉钉子时需要使用的工具是锤子，而拧螺丝需要的工具叫螺丝刀。螺丝刀在1870年前后出现于伦敦。当时工匠们发现，用螺丝刀旋紧螺丝比用锤子敲击，能把东西固定的更好，尤其使用细纹螺丝时。

最开始使用的螺丝刀都是一字螺丝刀，1936年，亨利.M.飞利浦为十字头钉槽头螺丝申请了专利，同时制造了十字螺丝刀。与传统一字槽钉头螺丝不同，十字头钉头螺丝在使用螺丝刀时会自动居中，不易滑落，因此深受欢迎。
而固定

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跷跷板是我国一种民间游戏，所用器材是由一块中间有横轴的条形厚木板架在支柱上。两个小朋友对坐两端轮流用脚蹬地是一端翘起。另一端下落，如此反复。

探索

在玩跷跷板时，我们会发现，越是重量大的小朋友越容易压下来，而体重轻的小朋友就不容易压下来把对方翘起来，重量轻的小朋友。可能会发现一个现象。当他努力往后坐的时候就能够把比自己重的小朋友翘起来。

制作

下面我们先来制作一个跷跷板吧，跷跷板通常有翘板和支架两个部分组成，我们也按照照样的组成来制作跷跷板。

制作有座椅的翘板

制作一个支架

将支架和壳板通过一个短轴连在一起


杠杆原理

在前面的内容当中，我们说过扳手利用的时杠杆原理，而跷跷板就是最基本的杠杆结构。

杠杆是能绕某一固定点转动的杆，对于翘翘板来说，翘板这个杆能够绕支架上的点旋转儿扳手，这个杆能够绕螺丝的中心轴旋转，在-杆结果中那个固定的点称为支点，支点两边的力的关系是:

一边的重量X物体到指定的距离=另一边的重量X另一边物体到支点的距离

杠杆原理的公式是:

在跷跷板中，当一边小朋友的重量乘以它到支点的距离等于另一边小朋友的重量乘以它到支点的距离时，跷跷板是平衡的，否则就是那边乘积大哪边会往下沉。
小朋友坐的位置离中心支点的距离一样时，跷跷板为一种等臂杠杆，此时哪边小朋友重量大，哪边就会沉下来。
而如果重量轻的小朋友尽量的向后排座，此时它到支点的距离变大了，重量和距离的乘积也变大了，这样重量轻的小朋友就可能把比自己重的小朋友翘起来了。

杠杆的起源

古希腊科学家阿基米德有一句流传很久的名言，给我一个支点，我就能撬起整个地球。这句话说的便是杠杆原理。推动地球的说法是他在亚力山大留学时候的事。
当时他从埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍受到启发，发现可以借助一种杠杆来达到省力的目的，同时还发现手握的地方到支点的这一段距离越长，就越省力气。
由此他提出了这样一个定理，力臂和力的关系成反比，这就是杠杆原理用现代的表达是表述就是动力X动力臂=阻力X阻力臂。
为此，他曾给当时的国王亥尼洛写信，说我不会吹飞之力就可以随便移动任何重量的东西，只要给我一个支点，给我一根足够长的-杆，我连地球都可以推动。
阿基米德在论《平面图形的平衡》一书中，最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作不证自明的公理。
然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。
杠杆原理的五要素是：
动力点：是杠杆转动的力叫做动力使力的点叫做动力作用点。
动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离叫做动力臂。
支点：杠杆绕着转动的固定点叫做支点。
阻力点：阻碍杠杆转动的力叫做阻力。使力的点叫阻力作用点。
阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂。

杠杆的分类

生活中的杠杆按照施加动力的大小，分为省力杠杆，费力杠杆和等臂杠杆。

杠杆的应用

我们在生活中应用杠杆原理的时候，并不是都要使用省力杠杆，而是要看具体的情况，有些情况下，为了省力，有些情况下是为了节省距离，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆。为了省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。

在杠结构中，要想省力，就必须多移动距离要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离，是不可能实现的。
下面我们就来列举一些生活中常见的-杆结构，大家可以分析一下其中包含的-杆五要素。
费力杠杆：镊子，钓鱼竿，筷子。费力杠杆的应用主要是为了省距离。

省力杠杆：榨汁机，胡桃夹，门把手，扳手，铁钳、指甲刀等省力杠杆的应用是为了省力。

等臂杠杆：天平主要用来测量两测物体质量。



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秋千是一种运动器具，或者是游戏用具，我们在公园、学校、或者社区都能看到。小朋友坐在座椅上，由他人推动或自己的脚用力，人随座椅来回摆动。

秋千的起源

说起秋千可以追溯到几十万年前的上古时代。
那是我们的祖先为了谋生，需要上树采摘野果或猎取野兽。在攀援和奔跑中，他们抓住粗壮的蔓生植物。依靠藤条的摇荡摆动，上树或跨越沟涧，这应该是秋千的原始雏形。

春秋时期，我国北方有了将绳索悬挂于木架下，下面装上踏板的秋千。如今公园，社区处处可见秋千，认真观察秋千会发现，一般来说秋千的支架两边都是由三角形构成的。

那么，为什么秋千的支架都是三角形的呢？

用长条和螺丝分别制作出三角形和四边形，用手推动一个角。会发现有什么变化吗？

实验证明三角形结构和稳定，不会形变而四边形结构在一定力量的挤压下会发生形变。根据三角形和四边形的特性，想一想生活中哪些地方应用到了三角形和四边形呢？
金字塔、房子、吊车等需要稳定的结构中都用到了三角形，而在拉伸门等需要变形的结构中，则用到了四边形。

制作

秋千通常有框架和底座组成，我们也按照这样的组成来自坐秋千。
1.制作秋千的框架。这需要两个稳定的三角形结构。

秋千的底座

完成整个秋千利用一个圆轴将座椅装在支架上。

用瓦力工厂小颗粒教具完成的秋千图片

稳定性分析

每个物体都是由简单的图形构成的，也就是说物体的每个面都是由圆、三角形，四边形和多边形构成的。
三角形有着稳固、耐压的特点，三角形框架，起重机，三角形吊臂，屋顶，钢架桥中都有三角形的身影。
三角形稳定性分析：任取三角形两条边在两条边角度不变的情况下，在两条边的非公共端点连接第三条边。
因为第三条边不可伸缩和只弯折，所以两端点距离固定，按照相同的方式任取两条边都符合上述情况。所以三角形固定具有稳定性。
一个结构是否稳定，除了考虑结构外，还要考虑放置的位置和物体的重心。总体来说，要符合一下原则
1.与地面接触面积越大，物体越稳。
2.重心越低，物体越稳。
3.通过重心做竖直向下的直线与地面的交点，如果在接触面上，则物体较稳，如果在接触面外物体不稳.

能量转化

一切物质都具有能量，能量由以多种不同的形式存在。按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能，化学能，热能，电能，辐射能，核能，光能，潮汐能等。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应和化学反应而相互转化。
秋千中涉及的能量转化是动能和势能之间的转化。动能是物体在运动时具有的能。
势能包括重力势能和弹性势能，重力势能是物体由于被举高而产生的能量，弹性势能是物体由于弹性形变而产生的能量。机械能是动能和势能的总和，两者之间的转化关系当物体下落时，高度越小，那么它的重力势能就越来越小，但是物体的速度会越来越快，动能也就越来越大，如果不考虑空气阻力的话，机械能是不变的重力势能减小的部分就变成了动能。在荡秋千时，从最低点到最高点的过程中，速度越来越小，而高度越来越大，这时动能转化为重力势能当达到最高点时速度为零，动能为零，全部能量转化为重力势能从最高点下降到最低点的过程中，速度越来越大，而高度越来越小，这时重力势能转化为动能。到达最低点时速度最大，动能最大，重力势能最小。

能量守恒，能量不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。
能量守恒：能量不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。

单摆

玩秋千的时候我们可能会发现秋千摆动的幅度越来越小，但摆动一周的时间却没有跟着变短。时间始终是差不多的，这是为什么呢？因为秋千是一个近似的单摆运动（单摆是摆动角度小于100的小幅摆动）。单摆运动的周期T和摆动的幅度以及小朋友的重量无关，而与单摆的长度L（秋千绳索的长度）和重力加速度有关（如果只在地球上进行单摆运动的话，可以认为系也是一个常量）
单摆周期公式：

现在人们公认是伽利略发现了单摆的等时性原理，伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动，随后用线悬铜球做模拟实验，验证了微小百度的灯时星以及摆长对周期的影响，因此创造出脉搏计用来测量短时间间隔。
尽管在伽利略之前的好几个世纪等时性早已经为阿拉伯人所熟知，但以科学的态度去研究这一现象的科学家还是首推伽利略。虽然伽利略在1602年注意到了单摆运动，当时他误认为单摆在大摆动条件下也成立。而最早系统地研究单摆的是惠更斯，并且开始用无穷小的机和方法推导出了钟摆的周期公式。

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起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的起重机械，又称吊车。在起重机工作时，我们能够看到起重机前端的钩子上面挂着长长的绳索，这些绳索通常还不是一根而是来来回回好几圈。

很久之前人们往高处搬运建筑材料只能依靠人背，很吃力，而且还有很多重物是人类抬不起的。比如城门的吊桥。这个时候为了能够将吊桥升起来，人们会使用滑轮通过固定位置的滑轮，许多人一起就能将吊桥拉起来，这样的方式虽然解决了问题，但是并没有省力。

再后来人们发现用绳索绕过一个不固定的滑轮，滑轮上安装钩子吊起物体就能达到省力的目的。在实际生活中将这种固定在一个位置的滑轮称为定滑轮而将这种位置会发生变化的滑轮称为动滑轮。现在的大型起重机缠绕绳索的地方是通过多个滑轮组成的滑轮组。下面让我们做一个简单的起重机吧！

制作

1.制作框架如图下图所示框架主要是用来安装定滑轮的要保证这个定滑轮距地面有一定的高度。

2.安装定滑轮如下图所示，这里我们同时还添加了一个负责收放绳索的轮轴。通过转动，这个轮轴就能够收放起重机前面的绳索。

3.组装动滑轮如下图所示，这个动滑轮下方要连接着一个挂钩。

4.连接绳索将绳索的一头拴在起重机头上的横条上，另一头穿过动滑轮以及上面的定滑轮最终固定在起重机后边的轮轴上，如下图所示。

1

注意：不要将绳索缠在一起。

滑轮

由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的绳索所组成的可绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。
滑轮是可以用来提升重物，并能省力的简单机械，滑轮有动滑轮和定滑轮之分。

定滑轮

定滑轮是中心轴的位置固定不变的滑轮。定滑轮具有以下特点：
1.改变力的方向，如下图所示，如果想让物体上升，那就要向下施力。

定滑轮改变力的方向是可以根据实际情况来确定的，并不一定是反方向，如下图中展示的是两个不同的施力方向，这两个力的大小是一样的。

2.不改变力的大小，不省力也不费力。
3.施力端运动距离和物体上升的距离相同。

###定滑轮原理
定滑轮实质上是一个等臂杠杆，如下图所示定滑轮中心的轴就是这个等臂杠杆的支点，重物端的滑轮圆边上的为阻力点，施力端的滑轮别为动力点，此时无论什么方向拉动绳子，阻力臂等于动力臂相当都是滑轮的半径，所以，定滑轮是等臂杠杆。

动滑轮

中心轴的位置，随着随着被拉一起运动的滑轮叫动滑轮，动滑轮动滑轮特点是：
1.不改变力的方向，如下图所示，利用动滑轮要想让物体向上就要向上拉物体途中动滑轮。f乙的方向向上，物体向上运动。而定滑轮f甲的方向向下物体是向上运动。
2.改变力的大小，如下图竖直向上用力时，力的大小为重物的一半，所以省了一半力。
3.力端距离为物体上升距离的两倍。

动滑轮的原理：

动滑轮实质是一个省力杠杆。如下图所示动滑轮的中心轴拉着重物的作为主力点。实力端的圆边为动力点而支点为左侧的边界40动力臂的长度是圆的直径而阻力臂的长度是圆的，半径索动力臂是阻力臂的两倍，因此动滑轮省力且动力是阻力的一半。

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思考：
动滑轮中。实力方向不是竖直向上的，
而是斜向上的，力的大小是否也是物体重量的一半呢？

滑轮组

滑轮组是有多个动滑轮和定滑轮组成的机构。如下图两个滑轮就是组合在一起的滑轮组。

滑轮组的特点是：

1.定滑轮可以改变力的方向，但不能省力地拉动物体。动滑轮不可以改变力的方向，但能省一半的力拉动物体。滑轮组结合了定滑轮和动滑轮。这样既可以改变力的方向，又能很省力的拉动物体。
2.滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一。绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了。如下图所示，绳子的段数只计算绕过动滑轮的绳子段数，在图中左上侧的滑轮组中是4段绳子，所以f是物体总重量的四分之一。
3.使用滑轮组虽然省了力，但费了距离。施力端移动的距离会比重物移动的距离大很多。如下图左上侧的滑轮组所示。虽然施力是物体重量的四分之一，但移动距离也增大了原来的四倍。

功的介绍

这里我们介绍一个功的概念。当一个力作用在物体上的时候，如果这个力让物体在这个力的方向上移动了一段距离，那么这个力的作用就显示出了成效，在力学里就说这个力做了功。

功的大小是力乘以力的方向上移动的距离单位是焦耳。因此功包含的两个必要因素就是：作用在物体上的力以及物体在这个力的方向上移动的距离。

在了解了功的概念后，我们来看一下之前学过的杠杆和滑轮。在这两个机械机构中，只要省力就会费距离，费力就会省距离，且力和距离的乘积是固定的。

在力学中有一个重要的结论任何机械都不省功。

起重机的历史

在公元前10年古罗马建筑师维特路维斯。曾在其建筑手册中描述了一种起重机械。这种机械有一根桅杆。杆顶装有滑轮。有牵索固定桅杆的位置，用绞盘拉动通过滑轮的绳索，以吊起重物。
有些超重机械可以用两根桅杆，构成人字形。把吊起物横向移动，但幅度很小，操作也十分吃力。到15世纪意大利发明了转臂式起重机，才解决了这个问题。这种起重机，有根倾斜的悬臂，臂顶装有滑轮，既可以升降又可以旋转。一直到18世纪人类所使用的各种起重机械还都是以人力和畜力为动力。所以在起重量，使用范围和工作效率上很有限。18世纪中后期，英国瓦特改进和发明蒸汽机之后，为起重机械提供了动力条件。1805年，英格兰工程师，伦尼为伦敦船坞建造了第一批蒸汽起重机，1846年英国的阿姆斯特朗，把新堡船坞的一台蒸汽起重机改为水力起重机。20世纪初期欧洲开始使用塔式起重机。

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情景任务:

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切换到背景选项卡，在“学校”情景中选择一个背景。

把熊猫博士在讲台上站一个适当的位置，切换到角色选项卡，用矩形工具绘制“+”号和“=”号二个角色。

并在舞台上缩放其大小，并放置在适当的位置。

下图就是神算熊猫的程序。

神算熊猫的程序基本就完成了，但是似乎还缺少点什么？
对，加一个开始按钮，就像所有标准的程序一样。点击添加角色按钮，在”图标”选项卡种选择”Gamebutton8”图标。并在舞台上缩放其大小，放置一个适当的位置。

现在点击”Gamebutton8”图标，程序就开始运行了，不难看出，”Gamebutton8”图标的作用就相当于军队里的通讯兵，首长下了命令后，通讯兵负责命令的传达。

幸运大转盘与神算手已经完成，有什么疑问，加老师微信进行咨询吧！

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切换到角色选项卡并删除Panda这个角色，切换到背景选项卡，现在来制作幸运大转盘的盘面。
点击背景选项卡下加号，弹出背景选择对话框。

点击绘制背景。

点击圆圈图标，并按住Shift键，能画出一个正圆，并调整填充与线条。

点击直线图标，用直线命令把圆六/八等分，完成幸运大转盘盘面绘制。

回到角色选项卡，点击添加角色，弹出角色库，在食物角色库选取六/八种食物，一种食物占位一格。

添加指针（也可以自己绘制），点击添加角色音乐里选“Note”，并设置填充、轮廓、和其端点（旋转中心），并在舞台种调整其大小。

点击关闭角色编辑按钮，进入编程界面，下面我们来编写第一段程序。

可以看到，幸运大转盘指针开始转动起来，但是指针是匀速转动的（不符合实际种大转盘越转越慢最后停下的实际），幸运大转盘指针每次转动的圈数都是一样的，这也不符合因为转动幸运大转盘人的力气不同，实际每次转动的圈数不一样的实际情况。

可以看到，这一版程序能够让幸运大转盘指针转动的速度越来越慢，直到停止。
那么，怎么才能实现幸运大转盘每次转的圈数不一样呢？这里，我们引入随机数的概念。

可以看出，这一次程序每一次转动的圈数都不一样，基本实现了咱们的要求 。但是，仔细观察可以看出，幸运大转盘指针减慢的速度不流畅。咱们总不能30°到0°之间每一个数都加入循环吧！理论上讲，当然可以，但是方法上显得太过笨拙。请看下面程序。

这里引入了一个变量角度，并让循环每执行一次，角度减1°。这样幸运大转盘指针转动的就比较平稳了，并且程序看起来简洁多了。

幸运大转盘与神算手已经完成，有什么疑问，加老师微信进行咨询吧！

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