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🤹 B14 推不倒的不倒翁

S5动力机械进阶 · 备选入门课 · 纯结构课 · 重心与三种平衡

🎯 本讲目标

📖 故事时间:推不倒的老爷爷

有个胖老爷爷,坐在摇椅上,圆滚滚、肚子大大的。小朋友跑过去推他一下,他"嘿嘿"笑着晃了晃——又自己弹回来了!怎么推、怎么晃,他就是倒不下去。
咦?为什么老爷爷推不倒呀?小工程师,今天我们就来做一个自己的不倒翁,把这个秘密找出来!

🎬 看看它:不倒翁为什么倒不了

先点开下面的视频,看看不倒翁和走钢丝的秘密吧!

👨‍🏫 老师给你讲明白

❓ 为什么推不倒?
重心在最下面(红圆点) 稳稳站着 推一下 晃一晃,又弹回来! 大白话: 东西的重量好像都集中 在一个点上,叫"重心"。 重心越低、越在底下, 东西就越稳! 不倒翁把重轮子挂最底下, 重心压得低低的,一推就回。
🔧 搭建要记住三件事
轮子挂太高 → 倒! ✗ 重心高,一推就翻 改一改 轮子挂最底下 → 稳! ✓
①
重轮子挂最底下
压低重心才不倒
②
左右两边一模一样
不对称就歪一边
③
用弯连接器把轴
弯个小角度做圆肚子

今天我们要用积木搭一个推不倒的不倒翁!学会三个本领:

⚖️
重心越低
越稳定
🔀
弯连接器
非180°拐弯
🎭
轴对称
左右一样才站直
🤔 想一想:
有个胖老爷爷坐在摇椅上,你怎么推他、晃他,他都"嘿嘿"笑着弹回来,就是不倒!
怎么才能做出这样一个"推不倒"的玩具呢?
(先去原理小课堂看看秘密,再动手拆解!)

🔧 拆解+搭建不倒翁

① 先看看真的不倒翁:为什么推不倒?

真实不倒翁玩具拆解

看!真的不倒翁玩具:重重的圆肚子都在最底下,重心压得很低;底下就靠一个小圆弧尖站着,一推就绕着它晃,晃两下又弹回来。

🤔 那我们用积木怎么做?

真不倒翁把重重的东西放最底下就推不倒——那我们用积木,重物用什么当配重?挂在哪里?
(先想一想,再看下面的零件和步骤!)

③ 认识今天的新零件

今天有4个新零件要认识,像认识新朋友一样记住它们的样子和本领:

支点轴
支点轴
红销+灰销,从底部伸出来,是不倒翁"站"在桌上的那个小尖尖
三向弯连接器
三向弯连接器
棕色Y形小零件,能把轴拐弯,不直着走
凸点砖框
凸点砖框
蓝色方窗框,是不倒翁的"身体",左右对称
轮子配重
轮子(配重)
黑色大轮子,重重的,挂在最下面压重,让重心变低
👀 比一比:直连接器 vs 弯连接器
直连接器只能把轴接成一条直线;弯连接器(三向Y形)能让轴拐个弯!今天我们就是要用弯连接器,把两条长胳膊从身体两边斜斜地伸下去——这样重轮子才能挂在最低的地方。

④ 跟着线条图一步步搭

1

搭蓝色方框身体

蓝色长孔梁上下放好,小凸点砖框左右连起来 = 方窗框身体
把长孔梁上下放好,左右用小凸点砖框连起来,拼成一个方窗框。左右要对称哦!
2

穿横轴 + 装支点小尖尖

⚠️ 小尖尖一定要朝下!
黑色长横轴穿过方框中间孔,两边装灰色弯连接器。最下面中间孔插红销+灰销 = 支点小尖尖!尖尖朝下。
3

两边装棕色Y形弯连接器

Y形连接器让胳膊拐弯斜着伸 = 非180°连接
灰色弯连接器外面各装一个棕色Y形三向连接器。它让胳膊不是直的,而是斜斜地拐弯——这就是新结构"非180°连接"!
4

插长胳膊,挂重轮子

左右一样长、轮子一样重 = 轴对称!
长轴插进Y形连接器,斜斜朝外面下方伸,末端装轮子。左右一样长、轮子一样重!

⑤ 完成啦!推一下试试

不倒翁完成

把小尖尖朝下放桌上,用手推一下——晃一晃,又弹回来!这就是推不倒的不倒翁!

💡 结构原理小课堂

① 重心:物体的重量都集中在一个点上

重心越低,东西越不容易倒(底部加重的不倒翁被推倒又立起来)
稳稳站着 推一下 晃一晃,又弹回来! 红点点 = 重心(重量集中的点),它越低越稳

② 三种平衡:稳稳回正 / 一碰就倒 / 滚到哪停哪

稳定平衡(推一下自己回来)|不稳定平衡(一碰就倒)|随遇平衡(滚到哪停哪)
稳定平衡 推一下自己回来 不稳定平衡 顶在笔尖,一碰就倒 随遇平衡 圆球,滚到哪停到哪

③ 弯连接器:让轴拐个弯(非180°连接)

直连接器接成一条直线;弯连接器把轴折一个角度,胳膊才能斜斜伸下去
直连接器:一条直线 弯/三向连接器:轴拐个弯!

④ 轴对称:左右两边照镜子

沿着中间一条线对折,左右两边一模一样,物体才能站直不倒
左右两边一样长、一样重 = 轴对称,才站得稳

原理都懂了吗?现在我们去拆解一个真的不倒翁,看看它每个零件是干嘛的,然后自己搭一个!

🏠 生活里的"重心低才稳"

不倒翁玩具

经典不倒翁娃娃

肚子大大的娃娃,怎么推都倒不了——它底下藏着重重的铅块,重心压得很低。

底下重,推不倒
👀 观察:摇一摇它,是不是晃两下就"嘿嘿"笑着立回来?
⚙️ 原理:底下加重,重心低,就是我们今天搭的不倒翁!
像:我们做的不倒翁
电风扇重底座

电风扇/落地扇的重底座

落地扇高高的,为什么不会倒?因为底下那个圆盘又大又重,把重心压得很低。

底座又大又重
👀 观察:去摸一摸落地扇的底座,是不是沉沉的、大大的?
⚙️ 原理:上轻下重,重心低,高个子才不会倒。
用:底座加重稳当
走钢丝演员

走钢丝演员拿长杆

叔叔阿姨在细细的钢丝上走,手里要拿一根长长的平衡杆——杆子两头还垂下来,就是为了把重心压低。

长杆压低重心
👀 观察:演员手里的长杆是不是两头低、中间高?像我们挂重轮子的长胳膊!
⚙️ 原理:挂重物把重心降到支点以下,就稳了。
像:挂重轮子的长胳膊
西安小雁塔

西安小雁塔(斜而不倒)

这座古塔1300多岁了,经历过几十次地震,裂了又自己合上,现在还稳稳站着——因为它的塔基又宽又深、重心很低。

底宽基深,斜而不倒
👀 观察:古塔是不是下面特别宽、上面慢慢收窄?像不像不倒翁圆肚子?
⚙️ 原理:底面积大、重心低,再大的风地震也不倒。
用:建筑也要低重心
手机支架重底座

手机支架的重底座

手机架得高高的,底座如果轻轻的,一碰就翻。所以它的圆盘底座做得又厚又重,手机立着才稳。

重底座防翻
👀 观察:家里手机支架的底座,是不是捏起来沉沉的?
⚙️ 原理:和不倒翁一样——下面越重,上面立得越稳。
用:底部配重防翻

🧠 举一反三:怎么认出"低重心稳当"的东西?

1
看下面重不重:是不是底下做了一个又大又重的底座/轮子/铅块?
2
看上面轻不轻:上面是不是瘦瘦的、轻轻的?
3
看左右对不对称:是不是左边和右边一样重、一样长?
✅ 上轻下重 + 左右对称 = 推不倒的稳当家伙!

✏️ 看图小测

你答对了
0/8

🎯 动脑小挑战

挑战1:如果把重轮子装在肩膀上会怎样?

轮子配重

不倒翁的轮子本来挂在最下面,如果改装到身体最高的地方,它还能推不倒吗?

会倒!重东西挂到上面,重心就变高了,一推就翻。重轮子一定要挂在最下面,把重心压低才稳。

挑战2:一边胳膊长、一边胳膊短,会怎样?

左边长右边短

两边胳膊不一样长、轮子不一样重,不倒翁会站直吗?

站不直!它会一直往重的那边、长的那边歪倒。左右两边必须一模一样(轴对称),才能晃两下就回正中间。

挑战3:走钢丝演员手里的长杆有什么用?

走钢丝

走钢丝的叔叔为什么要拿一根长长的杆子,而且两头还垂下来?

长杆两头垂下来,等于把演员的重心压低到钢丝以下,就像我们在胳膊尽头挂重轮子——重心在支点下面,就稳了,晃一晃也不会掉下来。

📋 回家任务

放学后做这三件事

👨‍👩‍👧 给家长的话

本课是备选入门系列的纯结构课(无马达),带孩子第一次认识重心、三种平衡、轴对称,并用弯连接器做非180°连接。孩子做拓展挑战需要密码时,请输入 b14d。建议先让孩子自己想,想不出再一起看答案。

🎯目标
🔧搭建
💡原理
🏠生活
✏️小测
🎯拓展
📋任务