乐高教育

杠杆

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学生活动用书

14LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：杠杆

杠杆可能是最常用的简易机械。杠杆是用一根硬棒或者结实物体来传递力。杠杆有一

个支点，能被用来改变施力（作用力），改变方向和改变运动的距离。作用力、一个

支点和一个负荷就是每个杠杆都拥有的三个特征。根据这三个特征的不同位置，可以

区分出一类、二类和三类杠杆。

你知道吗？

杠杆这个词来源

于法语levier,

意思是“抬

起”。

负荷作用力

支点

一类杠杆的支点位于作用力和负荷之间。常见的例子有跷跷板、铁撬、堆垛机和剪子。

负荷作用力

支点

二类杠杆的支点和作用力各在一端，负荷在两者之间。常见例子有核桃夹、独轮推车和

开瓶器。

作用力负荷

支点

三类杠杆的支点和负荷各在一端，作用力在中间。常见例子有镊子和冰夹。

15LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：杠杆学生活动用书

A1

搭建手册1A1，第2至3页

按下杠杆，抬起负荷。描述抬起负荷

有多费力或多容易。标注出支点、负

载和作用力。用一个圆圈确切地表示

出各个的位置。

属于几类杠杆？

A2

搭建手册1A2，第4至5页

抬起杠杆。

描述举起负荷时有多费力或多容易。

标出支点、负荷和作用力。用一个圆

圈确切地表示出各个的位置。

属于几类杠杆？

A3

搭建手册1A3，第6至7页

抬起杠杆。

描述举起负荷时有多费力或多容易。

标出支点、负荷和作用力。

用一个圆圈确切地表示出各个的位置。

属于几类杠杆？

杠杆

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教师注解

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简易机械：杠杆

杠杆可能是最常用的简易机械。杠杆是用一根硬棒或者结实物体来传递力。杠杆有一

个支点，能被用来改变施力（作用力），改变方向和改变运动的距离。作用力、一个

支点和一个负荷就是每个杠杆都拥有的三个特征。根据这三个特征的不同位置，可以

区分出一类、二类和三类杠杆。

你知道吗？

杠杆这个词来源

于法语levier,

意思是“抬

起”。

负荷作用力

支点

一类杠杆的支点位于作用力和负荷之间。常见的例子有跷跷板、铁撬、堆垛机和剪子。

负荷作用力

支点

二类杠杆的支点和作用力各在一端，负荷在两者之间。常见例子有核桃夹、独轮推车和

开瓶器。

作用力负荷

支点

三类杠杆的支点和负荷各在一端，作用力在中间。常见例子有镊子和冰夹。

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简易机械：杠杆教师注解

A1

这个模型属于一类杠杆。作用力和负荷各在一端，支

点在中间。这个模型用最小的力移动负荷。

没有横线

作用力

负荷

支点

A2

这个模型属于二类杠杆。作用力和支点各在一端，负荷

在中间。需要移动负荷的作用力大约是负荷力的一半。

负荷

支点

作用力

A3

这个模型属于三类杠杆。支点和负荷各在一端，作用

力在中间。尽管所需的作用力比直接举起负荷的力还

要大，使用三类杠杆的优势是负荷被移动的距离比作

用力举起的更长。

支点

负荷

作用力

轮和轴

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学生活动用书

20LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：轮和轴

轮和轴通常是圆形物体，一般是一个大轮子和小一些的轴。通常被牢固地固定在一起。

你知道吗？

迄今为止发现的第一个

轮子是大约5,600年前苏

美尔人制作的。.

轮

轴

轮和轴总是以相同的速度旋转。因为轮子的周长更大，轮子的表面旋转速度会更快—距

离也更长。

和把负荷放在地上拖着相比较，在小车上放一个负荷，几乎总会减少摩擦力。科学和工

程里的轮子不总是用在交通工具上。有沟槽的轮子叫做滑轮，有齿的轮子叫齿轮。

轮和轴的常见例子有擀面杖、溜冰鞋和手推车。

21LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：轮和轴学生活动用书

B1

搭建手册B1第一册，第8-9页

在桌子上，直线推动模型小车。

描述发生了什么。

现在试试小车曲线行驶，急转弯。

描述发生了什么。

B2

搭建手册B2第一册，第10-11页

在桌子上，直线推动模型小车。

描述发生了什么。

现在试试小车走之字形路线，急转弯。

描述发生了什么。和前面的小车比较。

B3

搭建手册B3第一册，第12-15页

在桌子上，直线推动模型小车。

描述发生了什么。

现在试试小车走之字形路线，急转弯。

描述发生了什么。和前面的小车比较。

22LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：轮和轴学生活动用书

B4

搭建手册B4第一册，第16-17页描述发生了什

么及转动手柄时万向节的运动。.

轮和轴

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教师注解

24LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：轮和轴

轮和轴通常是圆形物体，一般是一个大轮子和小一些的轴。通常被牢固地固定在一起。

你知道吗？

迄今为止发现的第一个

轮子是大约5,600年前苏

美尔人制作的。.

轮

轴

轮和轴总是以相同的速度旋转。因为轮子的周长更大，轮子的表面旋转速度会更快—距

离也更长。

和把负荷放在地上拖着相比较，在小车上放一个负荷，几乎总会减少摩擦力。科学和工

程里的轮子不总是用在交通工具上。有沟槽的轮子叫做滑轮，有齿的轮子叫齿轮。

轮和轴的常见例子有擀面杖、溜冰鞋和手推车。

25LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：轮和轴教师注解

B1

这个模型小车的轴是分离的。小车直线或者曲线行驶、

急转弯时，容易转向。分离轴允许轮子以不同的速度转

动。

没有横线

B2

这个模型小车的轴是固定的。直线行驶时很容易转向。但

是曲线行驶包括急转弯时，转向困难，因为轮子不能以不

同的速度转弯。转弯时，一个轮子总打滑。

B3

这个模型小车有一个转向系统。直线或曲线行驶包括

急转弯时，转向骆驼祥子读后感50字 很容易。分离轴允许轮子以不同的速

度转弯，转向轮能够很好地控制住。

26LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：轮和轴教师注解

B4

这个模型小车有一个万向节。摇手柄时，旋转的运动通过

处于一个角度的万向节传给输出。输入和输出的速度比是

1:1。

滑轮

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28LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：滑轮

滑轮是通过绳子、链条或者缠绕在轮子凹槽里的皮带运动的轮子。

主动轮

从动轮

皮带驱动的滑轮有一个连续的皮带连接两个轮子。受到外力作用（施力）的轮子叫主动

轮，另一个叫从动轮。主动轮提供输入力，从动轮提供输出力。主动轮转时，皮带跟

着运动，使从动轮也朝相同的方向转动。如果主动轮比从动轮小，从动轮会比主动轮转

的慢。

驱动滑轮的皮带依赖皮带的摩擦来传递运动。如果皮带太紧，皮带会导致滑轮轴和轴承

产生多余的摩擦力。如果皮带太松会打滑，施力没有被有效利用。打滑是有皮带运转的

机械负荷过重时的一个保证安全的保护功能。

提重物时，复合滑轮的轮子可以组合成一个举起的系统，这个系统能更容易地把重物举

起。

你知道吗？

滑轮是在英格兰开始被大

量生产的。19世纪初时，

也就是拿破仑战争时，人

们生产滑轮，给英国皇家

海军的战舰提供滑轮组。

负荷上升拉下

使用单个滑轮举起负荷不会更省力，但是它能改变运动的方向，而不必增加速度或者

力。单个滑轮只允许你通过拉绳子举起一个重物。有动滑轮，也有定滑轮。定滑轮和动

滑轮之间的区别就是重物被移动时，定滑轮不会上下移动。

定滑轮通常被固定在顶楔或者椽子上，只能绕着轴转动。在举起或者拖拉的系统里，复

合滑轮的轮子在一个轴上，被叫做滑轮组。

常见的例子有百叶窗、窗帘和旗杆。

29LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：滑轮学生活动用书

C1

搭建手册C1第一册，第18页转动手柄，描述主动轮和

从动轮的速度。然后慢慢增加你握着输出指针的力，

描述发生了什么。

C2

搭建手册C2第一册，第19页转动手柄，描述主动轮和

从动轮的速度。然后慢慢增加你握着输出指针的力，

描述发生了什么。

C3

搭建手册C3第一册，第20页转动手柄，描述主动轮和

从动轮的速度。然后慢慢增加你握着输出指针的力，

描述发生了什么。

简易机械：滑轮学生活动用书

30LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

C4

搭建手册C4第一册，第21页转动手柄，

描述主动轮和从动轮的速度。

然后慢慢增加你握着输出指针的力，描述发生了什么。

C5

搭建手册C5第一册，第22-23页转动手柄，描

述主动轮和从动轮的速度。标出主动轮和从

动轮。准确地圈出每个轮子。

C6

搭建手册C6第一册，第24-25页转动手柄，描

述主动轮和从动轮的速度。标出主动轮和从

动轮。准确地圈出每个轮子。

简易机械：滑轮学生活动用书

31LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

C7

搭建手册C7第一册，第26-27页转动手柄，描

述主动轮和从动轮的速度。标出主动轮和从

动轮。准确地圈出每个轮子。

C8

搭建手册C8第一册，第28-31页提起绳子，

重物被举起。描述发生了什么。

C9

搭建手册C9第一册，第32-35页提起绳子，

重物被举起。描述发生了什么。

简易机械：滑轮学生活动用书

32LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

C10

搭建手册C10第一册，第36页提起绳子，重

物被举起。描述发生了什么。

滑轮

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教师注解

34LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：滑轮

滑轮是通过绳子、链条或者缠绕在轮子凹槽里的皮带运动的轮子。

主动轮

从动轮

皮带驱动的滑轮有一个连续的皮带连接两个轮子。受到外力作用（施力）的轮子叫主动

轮，另一个叫从动轮。主动轮提供输入力，从动轮提供输出力。主动轮转时，皮带跟

着运动，使从动轮也朝相同的方向转动。如果主动轮比从动轮小，从动轮会比主动轮转

的慢。

驱动滑轮的皮带依赖皮带的摩擦来传递运动。如果皮带太紧，皮带会导致滑轮轴和轴承

产生多余的摩擦力。如果皮带太松会打滑，施力没有被有效利用。打滑是有皮带运转的

机械负荷过重时的一个保证安全的保护功能。

提重物时，复合滑轮的轮子可以组合成一个举起的系统，这个系统能更容易的把重物举

起。

你知道吗？

滑轮是在英格兰开始被大

量生产的。19世纪初时，

也就是拿破仑战争时，人

们生产滑轮，给英国皇家

海军的战舰提供滑轮组。

负荷上升拉下

使用单个滑轮举起负荷不会更省力，但是它能改变运动的方向，而不必增加速度或者

力。单个滑轮只允许你通过拉绳子举起一个重物。有动滑轮，也有定滑轮。定滑轮和动

滑轮之间的区别就是重物被移动时，定滑轮不会上下移动。

定滑轮通常被固定在顶楔或者椽子上，只能绕着轴转动。在举起或者拖拉的系统里，复

合滑轮的轮子在一个轴上，被叫做滑轮组。

常见的例子有百叶窗、窗帘和旗杆。

35LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：滑轮教师注解

C1

这个模型表明一个皮带驱动的滑轮组里，主动轮和从动轮

的速度和转动方向相同。轻轻握住输出指针，因为这导致

了皮带打滑，使从动轮停止转动。

没有横线

C2

这个模型表明皮带驱动的滑轮组增加了速度。从动轮转

动得比主动轮快。但是输出力减少，皮带可能会打滑。

C3

这个模型表明皮带驱动的滑轮组减少了速度。从动轮转

动的比主动轮慢。这会增加输出力，但是随着负荷的增

加，皮带会打滑。

36LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：滑轮教师注解

C4

这个模型表明皮带驱动的滑轮组里，主动轮和从动轮速

度相同。但是因为皮带交叉，所以转动方向相反。

C5

这个模型表明皮带驱动的滑轮组里，主动轮和从动轮的

转动速度相同，但是因为皮带扭曲，轮子运动的角度发

生变化。

主动轮

从动轮

C6

这个模型表明这个皮带驱动的滑轮组用的是复合滑轮

系统。这样速度就明显减慢了。但是同时大大增加了

输出力。主动轮越小，会导致大一些的从动轮转动的

越慢。小的主动轮和大一些的从动轮在同一个轴

上，

它是第二个大的从动轮的主动轮。

主动轮

从动轮

主动轮

从动轮

简易机械：滑轮教师注解

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C7

这个模型表明皮带驱动的滑轮组里，一个主动轮驱动

两个从动轮，建立了双重输出。

主动轮和从动轮大小的不同导致了减速，但增加了输出

力。

从动轮

主动轮

从动轮

C8

这个模型不增加也不减少所需作用力、速度以及距

离。乐高积木使其满负荷，只是被举起或者放下。

C9

这个模型是一个单个的定滑轮。它不增加也不减少所需作

用力和速度，只是改变了运动的方向。

简易机械：滑轮教师注解

38LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

C10

这个模型是一个定滑轮和一个动滑轮。它把用来举起负荷

的作用力分为两份，并减少了负荷被举起的速度。你必须

把细绳拉出两倍的长度才能举起负荷。

没有横线

斜面

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学生活动用书

40LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：斜面

斜面就是用来提高物体的一个倾斜的表面，比如滑坡。你知道吗？

使用斜面的优势已经知道

了，并被应用了上千年。

古埃及使用土做的斜面来

帮助他们把巨大的石块运

到金字塔顶。

高度

距离

使用一个斜面来提高一个物体到要求的高度，这个物体必须被移动的距离更长，但是比把

这个物体直线升高所需的作用力小。

这是一个取舍，或者用很大的力来把重物直线向上短距离提起，或者用小得多的力通过斜

面，慢慢提升重物，距离更长。

斜面常见的例子有滑坡、梯子和楼梯。

41LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：斜面学生活动用书

D1

搭建手册D1第二册，第2-12页

松开重物。描述发生了什么。

D2

搭建手册D2第二册，第13-15页

松开重物。描述发生了什么。

斜面

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教师注解

43LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：斜面

斜面就是用来提高物体的一个倾斜的表面，比如滑坡。你知道吗？

使用斜面的优势已经知道

了，并被应用了上千年。

古埃及使用土做的斜面来

帮助他们把巨大的石块运

到金字塔顶。

高度

距离

使用一个斜面来提高一个物体到要求的高度，这个物体必须被移动的距离更长，但是比把

这个物体直线升高所需的作用力小。

这是一个取舍，或者用很大的力来把重物直线向上短距离提起，或者用小得多的力通过斜

面，慢慢提升重物，距离更长。

斜面常见的例子有滑坡、梯子和楼梯。

44LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：斜面教师注解

D1

这个模型是一个短的斜面。松开重物时什么也没发生。

作用力不足以把重物举到斜面的顶端。如果再加一个轮

子，作用力就能够举起重物。

负荷

没有横线

作用力

D2

这个白萝卜的作用和功效 模型是一个长的斜面。因为增加了斜面的长

度，因此缩小了斜面的角度，施力能提升重物到斜

面的顶端。

楔子

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学生活动用书

46LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：楔子

楔子是对斜面的修改。和斜面不一样的是，楔子可以移动。你知道吗？

楔子是用来分裂花岗岩

的！有一种简易装置叫做

插楔开石工具，能分割巨

大的花岗岩石块。

单层楔子双层楔子

楔子可以有一个或者两个斜面。你所需的作用力取决于楔子的长宽和倾斜的表面之

间的关系。

楔子的常见的例子有斧子、刀子和门碰头。

47LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：楔子学生活动用书

E1

搭建手册E1第二册，第16-25页

把楔子推到重物的下面。描述发生了什么。

E2

把楔子掉头，然后再推到重物的下面。描述发生了什

么，和上面的模型对比。

楔子

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教师注解

49LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：楔子

楔子是对斜面的修改。和斜面不一样的是，楔子可以移动。你知道吗？

楔子是用来分裂花岗岩

的！有一种简易装置叫做

插楔开石工具，能分割巨

大的花岗岩石块。

单层楔子双层楔子

楔子可以有一个或者两个斜面。你所需的作用力取决于楔子的长宽和倾斜的表面之

间的关系。

楔子的常见的例子有斧子、刀子和门碰头。

50LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：楔子教师注解

E1

这个模型是一个单个的楔子，有一个长距离的斜坡。

楔子制造一个很小的坡度，只需很小的力就可以提

起重物。

没有横线

E2

这个模型是一个单个的楔子，有一个短距离的斜中华听课网 坡。

和上面的楔子比较，斜坡表面形成的陡峭角度需要

大些的力提起重物。但是重物滑行的距离也更短。

螺旋

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学生活动用书

52LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：螺旋

螺旋是斜面的一种变化形式。螺丝钉的螺纹就像把一个圆柱体包裹住的斜面。螺纹的宽度

就好比这个斜面的角度。

你知道吗？

公元前3世纪，希腊科学

家、数学家和发明家，阿

基米德以螺旋为基础，设

计他的螺杆泵抽水灌溉。.

螺距

螺丝钉的螺距越多，转动的圈数越多，但是把螺丝钉钉进去用的力也越少。重物就是这块木

头作用在螺丝钉上的摩擦力和其他力。

螺丝钉被钉进一块木头里时，它就像长长的斜面旋转着穿过重物。螺丝刀旋转时的力转换

成垂直的力——螺丝钉拧进一个物体。螺丝钉旋转一整圈能移动多远，是由螺丝钉的螺距

决定的。

螺距就是螺丝钉每厘米螺纹的数量。如果一个螺丝钉每厘米有8个螺纹，就是1/8个螺距。一

个螺距1/8的螺丝钉转一整圈就是向物体里移动了1/8厘米的距离。

螺旋的常见例子有螺丝钉、螺旋拔塞器和锥子。

53LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：螺旋学生活动用书

F1

搭建手册F1第二册，第26-32页

摇动手柄，描述速度和方向。

螺旋

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教师注解

55LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：螺旋

螺旋是斜面的一种变化形式。螺丝钉的螺纹就像把一个圆柱体包裹住的斜面。螺纹的宽度

就好比这个斜面的角度。

你知道吗？

公元前3世纪，希腊科学

家、数学家和发明家，阿

基米德以螺旋为基础，设

计他的螺杆泵抽水灌溉。.

螺距

螺丝钉的螺距越多，转动的圈数越多，但是把螺丝钉钉进去用的力也越少。重物就是这块木

头作用在螺丝钉上的摩擦力和其他力。

螺丝钉被钉进一块木头里时，它就像长长的斜面旋转着穿过重物。螺丝刀旋转时的力转换

成垂直的力——螺丝钉拧进一个物体。螺丝钉旋转一整圈能移动多远，是由螺丝钉的螺距

决定的。

螺距就是螺丝钉每厘米螺纹的数量。如果一个螺丝钉每厘米有8个螺纹，就是1/8个螺距。一

个螺距1/8的螺丝钉转一整圈就是向物体里移动了1/8厘米的距离。

螺旋的常见例子有螺丝钉、螺旋拔塞器和锥子。

56LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

简易机械：螺旋教师注解

F1

这个模型使用蜗杆来演示螺旋的原理。当摇动手柄时，

螺旋使蜗杆以90度的角度在螺旋上转动。速度明显降

低。

没有横线

齿轮

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学生活动用书

58LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：齿轮

齿轮是有齿的、能互相啮合的轮子。因为齿之间互相锁定，齿轮可以高效传递力和运

动。

你知道吗？

不是所有的齿轮都是圆形

的。一些齿轮是正方形、

三角形，甚至椭圆形的。

从动轮

主动轮

主动轮是外力，比如你的手或者一个引擎，驱动下转动的齿轮。被另一个齿轮驱动的

齿轮就叫做从动轮。主动轮提供输出力，从动轮提供输出力。

使用齿轮系统能够改变速度、方向和力。但是总是有利有弊。例如，你不能增加输出

力的同时提高速度。

两个互相啮合的齿轮相对运动，为了预测它们的齿轮比，从动轮的齿数除以主动轮的

齿数。这就是齿轮比。如果24齿的从动轮和48齿的主动轮相啮合，齿轮传动比就是

1:2。这就意味着这个从动轮转动的速度是主动轮的两倍。

许多机械在需要控制旋转速度和转力的地方会用到齿轮。常见的例子有电动工具、

汽车和打蛋器。

59LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2好吃的英语怎么说 009TheLEGOGroup.

机械装置：齿轮学生活动用书

G1

搭建手册G1第三册，第2页

摇动手柄，描述主动轮和从动轮的速度。标出主动

轮和从动轮。准确圈出每一个。

G2

搭建手册G2第三册，第3页

摇动手柄，描述主动轮和从动轮的速度。标出主动

轮和从动轮。准确圈出每一个。

G3

搭建手册G3第三册，第4页

摇动手柄，描述主动轮和从动轮的速度。标出主动

轮和从动轮。准确圈出每一个。

机械装置：齿轮学生活动用书

60LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

G4

搭建手册G4第三册，第5-6页

摇动手柄，描述主动轮和从动轮的速度。标出主动轮和从

动轮。准确圈出每一个。

G5

搭建手册G5第三册，第7-8页

摇动手柄，描述主动轮和从动轮的速度。标出主动轮和从

动轮。准确圈出每一个。

G6

搭建手册G6第三册，第9-10页

摇动手柄，描述从动轮的运动。

机械装置：齿轮学生活动用书

61LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

G7

搭建手册G7第三册，第11-14页

摇动手柄，描述发生了什么。

G8

搭建手册G8第三册，第15-18页

摇动手柄，描述发生了什么。

如果让一个输出指针停止，会发生什么？如

果让两个输出指针都停止，会发生了什么？

G9

搭建手册G9第三册，第19-22页

摇动手柄，描述发生了什么。

如果试着转动输出指针，会发生什么？

机械装置：齿轮学生活动用书

62LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

G10

搭建手册G10第三册，第23-25页

摇动手柄，描述发生了什么。

齿轮

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教师注解

64LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：齿轮

齿轮是有齿的、互相啮合的轮子。因为齿之间互相锁定，齿轮可以高效传递力和运动。你知道吗？

不是所有的齿轮都是圆形

的。一些齿轮是正方形、

三角形，甚至椭圆形的。

从动轮

主动轮

主动轮是外力，比如你的手或者一个引擎，驱动下转动的齿轮。被另一个齿轮驱动的

齿轮就叫做从动轮。主动轮提供输入力，从动轮提供输出力。

使用齿轮系统能够改变速度、方向和力。但是总是有利有弊。例如，你不能增加输出

力的同时提高速度。

两个互相啮合的齿轮相对运动，为了预测它们的齿轮比，从动轮的齿数除以主动轮的

齿数。这就是齿轮比。如果24齿的从动轮和48齿的主动轮相啮合，齿轮比就是1:2。

这就意味着这个从动轮转动的速度是主动轮的两倍。

许多机械在需要控制旋转速度和转力的地方会用到齿轮。常见的例子有电动工具、

汽车和打蛋器。

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机械装置：齿轮教师注解

G1

这个模型的齿轮比是1:1。因为他们的齿数相同，主

动轮和从动轮的速度相同。主动轮和从动轮的转动速

度相反。

都没有横线

从动轮

主动轮

G2

这个模型表明是加速传动装置。大一些的主动轮带动

小一些的从动轮，导致速度增加，但是输出力减少。

从动轮

主动轮

G3

这个模型表明是减速传动装置。小一些的主动轮带动

大一些的从动轮，导致速度降低，但是输出力增加。

从动轮

主动轮

机械装置：齿轮教师注解

66LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

G4

这个模型是个空转齿轮装置。小一些的齿轮是一个空

转齿轮。空转齿轮不影响主动轮和从动轮的速度或者

输出力。主动轮和从动轮转动方向相同，速度相同。

主动轮

从动轮

惰齿轮

G5

这个模型是个复合传动装置。由于这个复合传动装置

的设置方式，转动的速度明显降低，输出力大大增

加。小一些的主动轮慢慢带动大一些的从动轮。和大

的从动轮在同一个轴上的小一些的齿轮也是从动轮，

被带着转动，它同时慢慢带动第二个大的从动轮，使

它的转动速度更慢。

主动轮

从动轮

从动轮

主动轮

G6

这个模型是一个设置为周期运动的传动装置。例如从

动轮转动一小会儿，然后停一会儿。从动轮和两个主

动轮中的一个啮合时，只发生运动，速度明显下降。

机械装置：齿轮教师注解

67LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

G7

这个模型是一个角齿轮装置。两个相啮合的锥形齿轮

传递的速度和力不变，但是输出方向改变了90度。

G8

这个模型是一个差速齿轮装置。输入力以90度的角

度，被转移给两个输出力。当一个输出指针被停止

时，另一个指针转动的速度会是原来速度的两倍。两

个指针都被停止时，手柄不能转动。

G9

这个模型有一个蜗杆齿轮。蜗杆齿轮转一整圈，只用

一个齿来带动上面的齿轮，所以速度达到降低。输出

力的方向改变了90度。输出力明显增加。蜗杆齿轮只

能被用做主动轮。

机械装置：齿轮教师注解

68LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

G10

这个模型是一个齿条与齿轮联动装置。和前面的齿轮

不一样的是齿条和齿轮联动装置只能用在直线运动

上，不能旋转。当摇动手柄时，齿条的前后运动由小

齿轮的旋转方向决定。

没有横线

凸轮

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学生活动用书

70LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：凸轮

凸轮是围绕一个轴转动的构件，好像一个旋转的轮子。.

你知道吗？

一个用弹簧承载的凸轮被攀岩

者用来紧紧抓住岩石裂

缝，这样他们就能系上登

山绳。.

随动件

凸轮

凸轮的轮廓使它能够控制计时和随动件的运动程度。凸轮也被当做一个持续的、可变

的斜面。凸轮可以是圆形的、梨形或者不规则的。

凸轮和凸轮随动件因为摩擦的缘故很容易磨损。凸轮随动件经常配有滚轴以减少这种摩

擦。

应用凸轮机械的常见例子有夹钳、电动牙刷和发动机凸轮轴。

71LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：凸轮学生活动用书

H1

搭建手册H1第三册，第26-27页

摇动手柄，描述随动件的运动。

凸轮

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教师注解

73LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：凸轮

凸轮是围绕一个轴转动的构件，好像一个旋转的轮子。.

你知道吗？

用弹簧承载的凸轮被攀岩

者用来紧紧抓住岩石裂

缝，这样他们就能系上登

山绳。.

随动件

凸轮

凸轮的轮廓使它能够控制计时和随动件的运动程度。凸轮也被当做一个持续的、可变

的斜面。凸轮可以是圆形的、梨形或者不规则的。

凸轮和凸轮随动件因为摩擦的缘故很容易磨损。凸轮随动件经常配有滚轴以减少这种摩

擦。

应用凸轮机械的常见例子有夹钳、电动牙刷和发动机凸轮轴。

74LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：凸轮教师注解

H1

这个模型是一个双凸轮装置。两个凸轮旋转时，他们

的形状和大小支配随动件作出一系列的上下运动。

没有横线

棘爪和棘轮

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学生活动用书

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机械装置：棘爪和棘轮

棘轮装置是以齿轮和随着轮子转动的棘爪为基础的。

你知道吗？

一些螺丝刀上的

棘轮允许人用力

棘爪

向一个方向拧，

然后不用拧螺丝

钉就转回去。

当齿轮朝一个方向转动时，棘爪在棘轮的齿背上滑动，棘爪插入齿槽中被卡

住，

防止逆向运动。

棘轮是十分有用的装置，只允许朝一个方向直线运动或者旋转。

棘轮的常见例子有钟表、千斤顶和起重机。

77LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：棘爪和棘轮学生活动用书

I1

搭建手册I1第三册，第28-29页分别朝两个方

向摇动手柄，描述发生了什么。

棘爪和棘轮

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教师注解

79LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：棘爪和棘轮

棘轮装置是以齿轮和随着轮子转动的棘爪为基础的。

你知道吗？

一些螺丝刀上的

棘轮允许人用力

棘爪

向一个方向拧，

然后不用拧螺丝

钉就转回去。

当齿轮朝一个方向转动时，棘爪在棘轮的齿背上滑动，棘爪插入齿槽中被卡

住，

防止逆向运动。

棘轮是十分有用的装置，只允许朝一个方向直线运动或者旋转。

棘轮的常见例子有钟表、千斤顶和起重机。

80LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

机械装置：棘爪和棘轮教师注解

I1

这个模型是一个棘爪和棘轮传动装置。朝一个方向摇

动手柄时，棘爪在棘轮的齿背上滑过，使

棘爪插入齿

槽中。当朝相反方向摇动手柄时，

棘爪阻止棘轮转动。

没有横线

结构

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学生活动用书

82LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

结构

结构就是一个构造，若干单个的零件被组织成一个整体。所有的结构都是在内外力的影

响下。外力作用在结构上的例子有风或者过桥的卡车和汽车的重量。内力可以是屋顶的

重量或者大柴油引擎在安装时的震动。选择的材料会影响结构的安全度。

你知道吗？

三角形经常用在桥

梁、起重机、塔

楼，甚至宇宙空间

站上，是为了使结

构刚性。.

构件构件

构件

一个框架结构是由一片片的构件组成的。因为这个框架是三角形组成的，所以是刚

性的。

拉力

压力

作用在构件上的力叫做拉力（张力）或者压力。拉力（张力）会拉伸这个结构，压力会挤

压这个结构。

压杆压杆

系杆

承受拉力（张力）的构件叫做系杆；承受压力的构件叫压杆。

应用结构原理的常见例子有脚手架、建筑和桥梁。

83LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

结构学生活动用书

J1

搭建手册J1第三册，第30页用手推创造压力，拉三

角形框架的构件创造拉力（张力）。描述发生了什

么。

J2

搭建手册J2第三册，第31页

推和拉去创造拉力（张力）或压力，作用在矩形框架

的构件上。

描述发生了什么。

J3

搭建手册J3第三册，第32页动漫高清图片 添加横梁，推和拉这个

矩形框架，创造拉力（张力）或者压力。

描述发生了什么。

结构

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教师注解

85LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

结构

结构就是一个构造，若干单个的零件被组织成一个整体。所有的结构都是在内外力的影

响下。外力作用在结构上的例子有风或者过桥的卡车和汽车的重量。内力可以舞蹈有什么舞种 是屋顶

的重量或者大柴油引擎在安装时的震动。选择的材料会影响结构的安全度。

你知道吗？

三角形经常用在桥

梁、起重机、塔

楼，甚至宇宙空间

站上，是为了使结

构刚性。.

构件构件

构件

一个框架结构是由一片片的构件组成的。因为这个框架是三角形组成的，所以是刚

性的。

作用在构件上的力叫做拉力（张力）或者压力。拉力（张力）会拉伸这个结构，压力会挤

压这个结构。

压杆压杆

系杆

承受拉力（张力）的构件叫做系杆；承受压力的构件叫压杆。

应用结构原理的常见例子有脚手架、建筑和桥梁。

86LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

结构教师注解

J1

这个模型是一个三角形结构。当推或拉三角形框架，

没有变形。

三角形框架是刚性的。

没有横线

J2

这个模型是一个矩形结构。矩形框架被推拉时容易

变形。

矩形框架是挠性的。

没有横线

J3

这个模型是一个由横梁支撑的矩形结构。推拉横梁

时，这个矩形框架都不变形。

横梁使矩形框架变刚性。

没有横线

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教师注解

清洁工

设计和技术

运用的机械：锥形齿轮、加速传动装置、滑轮

在改进装置前测试

安全系统

科学

距离的测量

摩擦力

科学调查与研究

词汇

效率

加速传动装置

打滑

滑轮

传送带

摩擦力

锥形齿轮

辅助材料

可以不让“垃圾”飞扬的纸盒或低卡墙，理想的尺寸为6040c左右

垃圾的制作：皱皱的碎纸片，乐高销、轴套、弄碎的叶子等

提示：

不要使用种子或珠

子，因为他们可能

会打到人的眼睛。

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清洁工

联系

路上布满了垃圾和树叶，看着很糟糕。如果有人因此滑倒在路上，那么这就十分危险

了。杰克和吉尔现在的任务就是清扫路面，但他们似乎不喜欢扫地，而更热衷于玩

他们的小车。

小狗佐格试着帮助他们，但他不擅长做这件事情。

忽然，他们想出了一个好主意，在小车上装上扫帚。可是他们并不知道如何才能

让小

车开始工作。

那么，你怎么构建出一个小车，边推它边让它清扫路面呢？

让我们一起来想办法吧！

89LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

清洁工

构建

建造清洁车的乐园

使用一个比较平滑的桌面或地面，

将你做好的纸屑测试墙或盒子放在上面。

把碎纸片均匀地撒在

60厘米长，10厘米宽

的范围内。

这就是布满垃圾的路了。

在路的两侧留有让碎片飞起的宽广的空

间。

建造清洁车

（搭建手册1A全册和1B至第8

页，步骤

11）

测试清洁车是否运行流畅

轻轻地推它，让其在桌面上可以运行。旋转

器可以自由的旋转，不会撞击到车的其他部

位。

清扫器的“叶片”需向外伸展开，旋转

时不会触及桌面。

90LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

清洁工

反思

如何让其做好清扫？

沿着垃圾路面，推你的清洁车。它将

多少碎片扫到路边？四分之一？一半？

这个设计存在哪些问题？

将扫到路边的纸片与留在路上的进行比

较，评估清洁车。

这个清洁车工作效率低，还

不能拾起碎

片。

清洁小车的传动装置是什么样子的？

推着清洁小车，使小车的轮子旋转一周。

那么清洁小车头部的齿轮转了多少圈呢？

你可以解释说明吗？？

清洁小车头部的齿轮转了一周。齿轮比

是1：1。使用尺寸相同的锥形齿轮和直

齿齿轮进行啮合，所以速度大小没有改

变。

我们如何让清扫的速度更快呢？

试试不同的齿轮传动装置吧（步骤

12，步骤13）。

步骤12使清洁车头部的齿轮旋转的速度很

慢。

步骤13使其转速达到原来的5倍。

注意是用40齿的齿轮带动8齿齿轮

杰克和吉尔想尽快完成他们的任

务，这

样就不会有人被树叶滑倒而受伤。我们帮

助他们在小车的头部装上更多的叶片吧！

（步骤14））

三个叶片会导致小车不平衡，比两个

叶片更糟。但四个叶片会好些，使小车

保持平衡。

你知道么？

所有规则齿轮，就像

那个大齿轮，做直齿

齿轮。.

提示：

锥形齿轮是做什么用

的呢？它们可以将运

动的方向改变90

度。他们将能量传递

至转角处。

危险！

推清洁小车并扶着其头部。会发生什么？会导致什么问题？

轮子被锁住了，齿轮会弹开。在实际生活中，任何东西卡

在清洁小车里，都可能使机器负荷，损坏齿轮。

91LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

清洁工

延续

一辆更安全的清洁小车重建模型，使用滑

轮皮带驱动。尝试使用不同的滑轮传动

装置。预计并测试它们能

旋转多快，清扫的性能如何。

清洁小车的头部通常会旋转的更快了。传动

皮带轮越大，旋转的越快。

由于轴上的摩擦力

更大，推起来更困难。

再次推清洁小车，扶住小车头部。会

发生什么？

优缺点各是什么？

转动的皮带滑落了。

优点：

如果有东西堵住小车，小车会停止清扫。

操作起来更安全。

缺点：需要更多的能量去推

动小车。

垃圾采集器:

你能想出办法让小车不仅把垃圾从路上

扫走，还能捡起来吗？

92LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

我试过的我的预测测试结果

1a

2a

3a

学生活动用书

清洁工

姓名：

怎么构建出一个小车，边推边让它清扫路面呢？

让我们一起来想办法吧！！

搭建清洁小车：

(搭建手册1A全册和1B，至步骤11)

试一下!

如果轮子不能顺利地转骂人套路 动，松一下轴套，并

确保所有积木和其它零件连接牢固。

如何搭建一辆更好的清洁小车？

用下面的几副齿轮，测试一下你的转速。

测试的时候只在上面装上两个清扫叶片

（a）。

123

现在尝试用最快的齿轮传动去转动这些清扫叶片,

看看哪个清扫得最令人满意。

abc

测试不同的清洁小车，和你的标准模型作比较。

提示：把你的结果写在右边的表格中，你可以不止

一次使用它们，自己得出结论。

更快

更慢相同

更差

93LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

预测测试结果

清洁工

一个更安全的清洁小车

我的发现

再试试：

手一边推动清洁小车一边握住清洁叶片。

清扫地毯上的碎屑。

我的神奇桌面清洁工：

画下你设计的小车并做标注。

解释它表现最好的三次测试是怎样工作的。

94LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

教师注解

钓大鱼游戏

设计和技术

使用的机械：滑轮与杠杆

调查研究棘爪和棘轮的作用

设计并组织游戏活动

科学

力

运转起来更容易的机械装置

材料的性能

科学的调查与研究

词汇

滑轮组

棘轮

棘爪

卷轴

作用力

负荷

辅助材料

硬纸板——尺寸和大海报一样（A2）

剪刀

各色的马克笔

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钓大鱼游戏

联系

杰克、吉尔和其他孩子们正在参加一个朋友的生日宴。在花园里，杰克和吉尔被选

中在新的钓鱼池里钓鱼。

他们玩得都很开心。突然，杰克钓到池塘里最大最重的鱼。可是即使他使出全身的

力气也拉不起这条大鱼。

吉尔想到了一个怎样收回鱼线的主意你认为她打算怎么做？

我们怎样才能为杰克和吉尔做出一个刺激的钓鱼装置，让他们钓到大鱼呢？

让我们一起去动手吧！

96LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

钓大鱼游戏

滑构建（位置不对）

搭建鱼杆和鱼

（搭建手册2A全册

和2B，至第10页，步骤19）

调整你的鱼杆

如果有拧的过紧的轴套，把它拧松。这样卷轴和

鱼

滑轮组

卷轴

滑轮可以自如的滚动。否则，测试时，操作起来会不正确。

测试能否钓到鱼

你可能需要试几次。试试捉一条鱼，再把鱼钩松开。

97LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

钓大鱼游戏

反思

为什么使用卷轴和棘轮？

首先试试不停的拉鱼线以便吊起大鱼。然

后使用卷轴吊起大鱼。你注意到什么?试

试棘爪和棘轮的安全系统(第10页,步骤

19)。

优点是什么?

卷轴使举起鱼更容易了。但比手动慢一

些。如果你停止卷线，棘轮就锁住卷

轴。这是个安全装置。

额外的滑轮会有什么不同？

按照插图所示搭建鱼竿。预测和测试钓

起鱼时会有哪些效果？

吊起时感觉比较重。这是因为

没有使用

第

二

个滑轮——这是一个定滑轮。除非正确

连接，否则滑轮组是静重!

定滑轮

按照第11页，步骤20所示，挂起滑轮组

。

预测和测试钓起鱼时会有哪些效果

即使是最重的鱼也比较容易吊起。使用两

个滑轮——一个定滑轮和一个动滑轮。意

味着只花费一半的力气就能吊起鱼。但是

收线会慢些，需要卷两倍的线才能吊起

鱼。

给鱼增加一个负荷（重量单位），再次测

试你的鱼竿。看哪个吊起大鱼更容易。

动滑轮

你知道么？

大的起重机使用这个装

置，配合功率小的马达，

举起重物。一些滑轮组装

置会用到6个，甚至更多的

滑轮。

你知道么？

这个重量单位包括钢板，

重53克。

98LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

钓大鱼游戏

延续

设计和进行疯狂的钓鱼游戏吧

在最短的时间里捉到最多的鱼。

如图搭建一些疯狂的鱼。也可以自己发明，

让你的鱼看起来象真的一样。

钓住你的鱼，看钓哪个容易，哪个困难。

统一制定规则和分数系统。哪个设计钓到的

鱼得的分数多些？

限定时间钓鱼：60秒钟内你能得多少分？

再试试。第二次时你的分数有提高吗？第

三次呢？第„„次呢？

额外的挑战：给鱼分类

设计一个游戏板，把鱼放在不同尺寸的

靶子或篮子里。

制定得分规则：成功的把一条鱼钓到篮

子里，加多少分。

邀请另一队加入到钓鱼比赛中。

99LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

我的预测测试结果实际速度

学生活动用书

钓大鱼游戏

姓名：

我们怎样才能为杰克和吉尔做出一个刺激的钓

鱼装置，让他们钓到大鱼呢？让我们一起去

动手吧！

搭建鱼杆（包括滑轮组）和鱼

(搭建手册2A全册，2B至第10页，步骤19)

确保卷轴和滑轮尽可能地灵活转动。

你的鱼钩有什么特点可以更容易地钓到大

鱼？

预测并测试：

每次你举起鱼的时候需要施多大作用

力？

每次你举起鱼需要用多少时间？

哪个卷轴卷起来最快？

哪个卷轴卷起来最慢？

试试用棘轮。

–用手拉，一个滑轮

–用卷轴，一个定滑轮

–用卷轴，两个滑轮，一个定滑轮

和一个动滑轮

作用力小非常慢

快慢作用力较大

作用力大

Mediumeffort

提示：把上面的词填到下面的表

格里。每个词可以不止用一次。

100LEGOandtheLEGOlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercede/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.2009TheLEGOGroup.

123

钓大鱼游戏学生活动用书

设计和进行疯狂的钓鱼游戏吧

在最短的时间里捉到最多的鱼。

如图搭建一些疯狂的鱼。也可以自己发明，让你的鱼

看起来象真的一样。

钓住你的鱼，看钓哪个容易，哪个困难。统一制定规

则和分数系统。哪个设计钓到的鱼得的分数

多些？限定时间钓鱼：60秒钟内你能得多少分？

再试试。第二次时你的分数有提高吗？第三次呢？

我的鱼竿：

画下你设计的非常好的鱼竿并做标注。

解释它表现最好的三次测试是怎样工作的。

额外的挑战：给鱼分类

设计一个游戏板，把鱼放在不同尺寸的靶子或篮

子里。

制定得分规则：成功的把一条鱼钓到篮子里，加

多少分。

邀请另一队加入到钓鱼比赛中。

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教师注解

滑坡小车

设计和技术

运用的机械：轮和轴

组合部件

科学

距离的测量

读取及校准刻度

力

运动的能量

位能

摩擦力和空气阻力

科学的测量和研究

词汇

质量

位置

摩擦力

效率

辅助材料

4m长的光滑地面

遮蔽胶带

米尺或卷尺

至少1m长的木板或架子做斜坡

一摞书或盒子提升板的高度

用乐高砖块来当测量标记

白板马克笔

剪刀

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滑坡小车

联系

杰克和吉尔和往常一样争论起来。公园里，他们在制作小车，看哪个车子能从小山丘

上滑下来跑得更远。

吉尔认为将额外的重物放在小车上，小车可以行驶的更远，因为车子更重了。而杰克

认为附加了重物会使得车子很难移动。他想换个大轮子，但是吉尔不认为这个办法能

让小车行驶的更远。

到底哪个小车可以跑得更远呢？是重的那辆车还是轻的那辆，是轮子大的小车还是小

的呢？让我们一起来发现其中的奥秘吧！

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滑坡小车

建构

搭建滑坡

从厚木板的末端开始画一条一米长的起始

线。在木板下垫个支撑物，使其离地面15

厘米。为什么我们要画一条起始线呢？

为了保证测试公平，我们需要有起跑线；

保证所有的小车都从完全一样的斜坡上滑

下来。

起跑线

起跑线到木板末端为1米

15cm

提示：

如果滑坡的木板很厚，会使

小车在到达地面前发生颠

簸。我们可以垫一张纸板把

地面与木板连接起来，让跑

道更平滑些。

一张卡片

约4米的光滑地面

搭建滑坡小车

(搭建手册3A全册和搭建手册3B到第6页，

步骤12)。

在滑坡上测试小车。模型小车是否行驶

顺利呢？如果不是，检查所有的轴和轴

套,确保轮子自如地滚动。然后检查所

有的零件是否牢固的连接在一起。

探查刻度盘

在蓝色的塑料刻度圆盘上做标记或者观察

它，模仿剪一个纸的刻度圆盘。在纸的刻

度圆盘上画上刻度，然后放在蓝色的塑料

刻度圆盘上。

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滑坡小车

反思

测量空载的小车从滑坡上滑下能行驶多远。

用米尺测量车子滑行的距离，比较指针和刻

度。记录距离。用乐高积木标记滑行后停止

的位置。至少测量三次，确保测试结果科学

可靠。

一辆空载的车大约可以行驶160厘米，这超

过了刻度盘的范围。刻度对一定厘米之内

的测量是准确的。

追踪塑制刻度盘上的1米刻度，在刻度盘上

用一支可擦掉的白板笔做标记。让空载的车

从滑坡上再次滑下，查看刻盘上的指针和刻

度，小车是否行驶了160厘米（刻度盘正好

转了一周半多一点）。

多做几次测试。不需要用尺或卷尺测量，

只要使用刻度盘上的读数就可以记录小车

行驶的距离。

在小车上放一块中积木块（搭建手册第7页，

步骤13）。预测这一次小车能行驶多远，在跑

道旁再放一块乐高砖块做标记。然后测试。

小车行驶的距离大约是原来的2倍。重积木块

的“承重”给了小车几乎2倍的运动能量。然

而，还要注意额外的重量也产生了额外的摩

擦，和轴的摩擦也会减慢小车的行驶。

你注意到指针发生什么变化了吗？指针转

了一周多。你需要数数指针转了多少

圈。

多测试几次，确保测试结果可靠。

杰克的大轮子大轮子的小车比小轮子的跑的

远吗？把大轮子安在后轮上，在滑坡上测试

（第7页，步骤

14）。

首先测试空载的大轮子小车（第7页，步骤

14），然后测试负荷的（第8页，步骤

15）。

小车通常行驶的距离更远。有两个原因：

更多的重量=更多的能量；后面的轴转的更

慢，意味着摩擦更小。

每次测试前不要

忘了把指针归零！

提示：

观察小车从滑坡上滑下时

行驶的距离。塑料刻度盘

上的指针在小车到地面时

第一次过了零。也就是刻

度盘转了一圈，正好一

米。

你知道吗？空载的小车重约

58克。重积木块重约53克。

两者的重量几乎相等。

你知道吗？大轮子重约16

克，小轮子约8克。

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滑坡小车

延续

超级刻度盘

搭建手册3B到第12页，步骤12。

把8齿齿轮换成24齿齿轮。预测，然后测

试刻度盘转一周前，小车行驶多远。

小车行驶了3米。新的齿轮的齿是小齿轮

的3倍。涡轮要3次才相当于24齿齿轮转

动一次。现在，你需要校准刻度盘，以

便精确地测量3米的距离。

超级斜坡先预测，然后测试小车从2倍高

度的滑坡上滑下会发生什么？

你获得双倍位移，双倍运动能量，但是没有

双倍的轴摩擦力。30cm

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我的预测

我的测量

重积木

大轮子

大轮子和重积木

学生活动用书

滑坡小车

姓名：

到底哪个小车可以跑得更远呢？是重的那辆

车还是轻的那辆，是轮子大的小车还是小的

呢？让我们一起来发现其中的奥

秘吧！

搭建滑坡小车

(搭建手册3A全册和3B到第6页，步骤12)

检查所有的轴和轴套，看看轮子是否很顺利地滚

动？

让你的小从滑坡上滑下来。

哪个跑得远？是重的还是轻的？

提示：拿一个乐高砖块放在你预测小车会停下来

的位置

每次测试之后重新设置指针。

……是大轮子的远还是小轮子的远？

把后轴换上大轮子试试

15cm

依次测试，

按照下面表格的顺序：

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我的预测我的测量

滑坡小车学生活动用书

更大的刻度盘和更陡的滑坡

搭建手册3B到第12页，步骤12.

调整滑坡的高度到30厘米。

测试你的各种各样的小车。

当滑坡变得更陡的时候我发现：

我的神奇滑坡赛车！把你设计的最喜

爱的滑坡小车画下来。解释它表现最好的

三次测试是怎样工作的。

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教师注解

铁锤

设计和技术

用到的机械装置：杠杆、凸轮和斜面

材料的性质

产品的安全检测

组合材料

机械动作的设计

科学

数据记录

摩擦

力

动量

科学的调查研究

词汇

凸轮

顺序

摩擦

产品的安全

辅助材料

装饰材料：毛、箔片、卡片

剪刀

胶带

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锤子

联系

杰克和吉尔正在锤东西，他们正为小狗佐格搭建一个小屋，但是他们用的木头都太

硬，而且还要钉很多钉子才能牢固。

过了一会儿，他们就筋疲力尽了，想找到更简单的办法把钉子钉到木头里。他们想两个

人想办法总比一个人强，于是他们试图一起解决问题。你能帮助他们找到一个管用的办

法，让他们钉起来更容易？

你如何制作一个效率高的锤子，把钉子钉到不同的表面里？

我们一起来动手做吧！

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锤子

构建

搭建锤子

（搭建手册4A全册和4B到第11页

，步骤

14）

测试

手摇锤子的手柄，手柄是否转动自如？

如果手柄旋转起来比较涩，检查一下轴套是

否摩擦乐高砖块，产生太多的摩擦力。

凸轮

你知道吗？

乐高研究实验室确定每个

积木零件通过了高标准的

测试。符合儿童的安全操

作标准。我们称它为“抓

地力”，对它的测量是很

严格。

砧

板

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锤子

反思

你能用手测出小车的抓地力吗？

依次将轴插入每一个齿轮，把轴穿过齿轮。

你能按照从最大的抓地力（最大的摩擦力）

到最小的顺序，依次排列这些齿轮吗？

8齿

正齿轮

24齿

正齿轮

24齿

冠状齿轮

40齿

正齿轮

4单位轴

黑色

我们怎样才能更精确地测量抓地力

呢？

用相同尺寸的轴测试每个齿轮

转动手柄把轴钉下去数数要敲多少下

轴才能碰到齿轮面。

在我们的测试中，，8齿齿轮摩擦力最小，

小到用手指很难抓住。其次是冠状齿轮。即

使大的能抓得住，它还有尖锐的齿。24和40

齿的直齿齿轮的摩擦力最大，因为他们的齿

是钝的，容易抓住物体，可以传达最大的功

率。

用锤子测试轴的摩擦力好呢，还是用感

觉测试好呢

如果你用锤子锤每个齿轮几次，你会发

现每次的结果都十分相似。这个锤子的

确是个科学仪器，比猜想好很多。乐高

实验室里有做同样工作的大型机器，但

是精确度要高很多。

凸轮还可以做什么？

第14页，步骤18，手柄每转动一次，锤子敲

两下。通过凸轮改变轴的位置，以便锤子做

不同的动作并调速。试试慢慢抬起锤子，快

速落下，或者快速抬起，慢慢落下。

可选择的活动：用一个更重的锤子

重锤子会让轴更快的穿过齿轮。你需要

更多的能量举起锤子，但是落下时需要

更多的力。锤子有更多的动量。凸轮光

滑的边缘就是一个斜面，可以在举起重

物时更容易些。

进入砧板孔大约

有5mm

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锤子

延续

芭蕾舞女演员

（搭建手册4B，第23页，步骤21）

预测，然后测试转动手柄时会发生什

么？

芭蕾舞女演员升起、下降，同时还在旋转。

你能预测使用下图中不同的凸轮轴时的舞蹈

动作吗？

现在试试，看看结果

你知道么？

凸轮被放置在汽车引擎

里、钟表里、玩具里、缝

纫机里、还有锁里——事

实上，它被放在任何需要

有复杂的定时动作的地

方。拿来钟表、玩具、锁

和其他有凸轮的东西。拆

开它们，看看凸轮是怎么

工作的。

ABCD

1234

注意：

D中的轮子实际上是一个

圆形凸轮。它使女演员转

动，但是不能举起她。

答案:A2,B1,C4,D3.

打扮你的芭蕾舞女演员！

添加一些你觉得有趣的装饰。做一个卡片屏

幕，把凸轮藏起来。其他人能只是看她的舞

蹈动作就能猜出你怎么设置的凸轮轴吗？女

演员用脚尖旋转时让她舒展手臂。