樂高彈弓制作課件演講人：日期:目錄02材料準(zhǔn)備01基礎(chǔ)介紹03設(shè)計(jì)原理04制作步驟05測(cè)試與優(yōu)化06應(yīng)用與總結(jié)01基礎(chǔ)介紹Chapter樂高彈弓概念解析物理原理實(shí)踐模型樂高彈弓是通過杠桿原理和彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)投射功能的創(chuàng)意模型，直觀展示動(dòng)能傳遞、拋物線運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)物理概念。模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)采用標(biāo)準(zhǔn)化樂高積木組件，允許自由調(diào)整彈力臂長(zhǎng)度、發(fā)射角度等參數(shù)，體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的可迭代性和靈活性。STEAM教育載體融合科學(xué)（力學(xué)）、技術(shù)（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、工程（搭建優(yōu)化）、藝術(shù)（造型創(chuàng)意）和數(shù)學(xué)（角度計(jì)算）多學(xué)科交叉應(yīng)用。安全可控的實(shí)驗(yàn)工具相比傳統(tǒng)彈弓，樂高版本具有可控的投射力和軟質(zhì)彈丸，適合教育場(chǎng)景下的安全實(shí)驗(yàn)需求。學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定01020304工程實(shí)踐能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)估能力，包括對(duì)稱設(shè)計(jì)、重心調(diào)整和連接件強(qiáng)度測(cè)試等實(shí)際工程問題解決技巧。團(tuán)隊(duì)協(xié)作素養(yǎng)通過分組搭建任務(wù)，鍛煉分工協(xié)作、方案討論和成果展示等軟技能，適應(yīng)未來項(xiàng)目制學(xué)習(xí)需求。核心知識(shí)掌握理解彈力勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)換關(guān)系，掌握45°角最優(yōu)投射原理，能夠定量分析拉力與射程的關(guān)聯(lián)性。創(chuàng)新思維培養(yǎng)鼓勵(lì)通過A/B測(cè)試對(duì)比不同發(fā)射機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)并優(yōu)化原型，形成迭代改進(jìn)的工程設(shè)計(jì)思維。小學(xué)高年級(jí)學(xué)生（10-12歲）具備基礎(chǔ)物理認(rèn)知和樂高搭建經(jīng)驗(yàn)，可通過項(xiàng)目理解簡(jiǎn)單機(jī)械原理，建議使用Technic系列基礎(chǔ)組件。初中STEM課程學(xué)員作為力學(xué)單元教具，需完成變量控制實(shí)驗(yàn)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，推薦配合測(cè)距儀等測(cè)量工具使用。創(chuàng)客教育愛好者提供擴(kuò)展接口支持加裝馬達(dá)、傳感器等智能模塊，適合開展跨學(xué)科整合創(chuàng)新項(xiàng)目。教育工作者及家長(zhǎng)包含詳細(xì)的安全操作指引和教學(xué)提示，支持作為課外活動(dòng)或家庭科學(xué)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)材料。適用人群說明02材料準(zhǔn)備Chapter核心零件清單采用樂小平板或定制凹槽零件，用于穩(wěn)定彈射物（如樂高小球或輕質(zhì)積木塊）。發(fā)射托盤包括樂高長(zhǎng)軸、連接件及可旋轉(zhuǎn)鉸鏈，用于構(gòu)建彈射臂的靈活運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。彈射臂組件推薦使用樂高橡皮筋或高彈性橡膠帶，長(zhǎng)度需根據(jù)彈弓臂設(shè)計(jì)調(diào)整，以提供足夠的回彈力。彈性元件選擇標(biāo)準(zhǔn)尺寸的2x4或2x6樂高磚作為彈弓底座，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和承重能力。樂高基礎(chǔ)磚塊工具與配件選擇用于快速調(diào)整或拆卸組裝錯(cuò)誤的部件，避免手工用力過猛損壞零件。樂高專用拆件器如直尺或樂高單位測(cè)量板，確保彈弓臂對(duì)稱性和彈射角度的一致性。測(cè)量輔助工具可選樂高齒輪或彈簧組件，用于提升彈射力或增加彈弓的可調(diào)節(jié)功能模塊。增強(qiáng)配件準(zhǔn)備額外的小型連接件（如銷、軸套）以防組裝過程中丟失關(guān)鍵部件。備用零件包安全準(zhǔn)備事項(xiàng)佩戴護(hù)目鏡彈射測(cè)試階段可能存在零件飛濺風(fēng)險(xiǎn)，需全程佩戴兒童安全護(hù)目鏡保護(hù)眼睛。環(huán)境檢查確保操作區(qū)域無易燃物或易碎品，彈射方向需避開人群及貴重物品。彈性元件測(cè)試預(yù)先拉伸橡皮筋檢查老化或裂紋，避免彈射時(shí)突然斷裂造成意外傷害。兒童監(jiān)督要求低齡參與者需在成人指導(dǎo)下操作，嚴(yán)禁將彈弓對(duì)準(zhǔn)人體或動(dòng)物進(jìn)行發(fā)射。03設(shè)計(jì)原理Chapter彈弓結(jié)構(gòu)分析彈力系統(tǒng)選型橡皮筋或樂高彈性繩的拉伸系數(shù)直接影響射程，需測(cè)試不同長(zhǎng)度與粗細(xì)的組合，平衡回彈速度與耐久性。發(fā)射槽與彈丸適配發(fā)射槽寬度需匹配彈丸（如樂高顆粒或小球），過寬易偏離軌道，過窄則增加摩擦阻力，建議設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)槽寬的模塊化結(jié)構(gòu)?？蚣芊€(wěn)定性設(shè)計(jì)彈弓框架需采用交叉支撐或三角形結(jié)構(gòu)，確保發(fā)射時(shí)承受反作用力不發(fā)生形變，推薦使用樂高梁件和連接銷加固關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。030201拉伸彈力帶時(shí)儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，釋放瞬間轉(zhuǎn)化為彈丸的動(dòng)能，可通過調(diào)整拉伸距離控制初始速度。能量轉(zhuǎn)換機(jī)制彈丸飛行受重力與初速度影響，需通過實(shí)驗(yàn)確定最佳發(fā)射角度（通常30°-45°射程最遠(yuǎn)），并引入樂高量角器輔助校準(zhǔn)。拋物線軌跡計(jì)算減少?gòu)椡枧c發(fā)射槽的接觸面積以降低摩擦損耗，例如使用光滑的樂高板或添加滾輪結(jié)構(gòu)。摩擦力優(yōu)化力學(xué)原理簡(jiǎn)述多彈頭連發(fā)系統(tǒng)在框架后方增設(shè)旋鈕機(jī)構(gòu)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)彈力帶拉伸長(zhǎng)度，適應(yīng)不同射程需求?？烧{(diào)式彈力增強(qiáng)模塊垂直發(fā)射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改造彈弓為垂直發(fā)射模式，用于研究彈丸自由落體與空氣阻力關(guān)系，搭配樂高高度標(biāo)尺記錄數(shù)據(jù)。通過并聯(lián)彈力帶和分軌發(fā)射槽實(shí)現(xiàn)連續(xù)射擊，需設(shè)計(jì)同步觸發(fā)機(jī)關(guān)（如杠桿式釋放裝置）確保穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)變體示例04制作步驟Chapter框架搭建指南基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用樂高梁和連接件構(gòu)建穩(wěn)定的U型框架，確保兩側(cè)支撐臂對(duì)稱且垂直，底部通過橫梁加固以承受彈射時(shí)的反作用力。材料選擇與優(yōu)化高度與寬度調(diào)整優(yōu)先選用高強(qiáng)度的樂高科技系列零件（如孔臂、銷軸）作為主框架，避免使用易變形的薄板件，同時(shí)通過交叉支撐提升整體剛性。根據(jù)彈射目標(biāo)的距離需求，調(diào)整框架高度（建議8-12格）和開口寬度（5-7格），確保彈射軌跡不受結(jié)構(gòu)干擾。123彈射機(jī)構(gòu)安裝橡皮筋固定方法在支撐臂頂端使用樂高滑輪或帶孔磚塊固定橡皮筋，采用雙股交叉綁法以增強(qiáng)彈性勢(shì)能，并預(yù)留長(zhǎng)度調(diào)節(jié)空間適應(yīng)不同拉力需求。彈射托盤制作推薦使用杠桿式觸發(fā)裝置（如technic銷軸+連桿），通過按壓末端實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)釋放，需測(cè)試觸發(fā)力度以避免誤操作。用樂高平板搭建輕質(zhì)彈射托盤（2x4格），底部加裝光滑滑塊減少摩擦，確保橡皮筋釋放時(shí)托盤能快速滑出。觸發(fā)機(jī)制設(shè)計(jì)分模塊預(yù)組裝組裝后逐步增加橡皮筋拉力，觀察框架是否傾斜或扭曲，必要時(shí)在底部增配重塊（如樂高砝碼件）保持穩(wěn)定性。動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試安全性與效能驗(yàn)證在空曠區(qū)域進(jìn)行彈射測(cè)試，記錄射程與精度，調(diào)整橡皮筋數(shù)量或托盤重量至最佳性能狀態(tài)，確保無零件脫落風(fēng)險(xiǎn)。先獨(dú)立完成框架、彈射機(jī)構(gòu)、觸發(fā)部件三個(gè)模塊的組裝，再進(jìn)行整合，便于調(diào)試和局部修改。整體組裝流程05測(cè)試與優(yōu)化Chapter測(cè)試方法指導(dǎo)通過模擬不同角度的拉力測(cè)試，檢查彈弓底座與發(fā)射臂的連接是否牢固，避免因材料變形或接口松動(dòng)導(dǎo)致發(fā)射失敗。測(cè)試時(shí)需逐步增加拉力并觀察形變臨界點(diǎn)。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性測(cè)試在安全環(huán)境下進(jìn)行多次空載和實(shí)彈發(fā)射，記錄彈著點(diǎn)分布規(guī)律，調(diào)整橡皮筋的固定位置或絞盤松緊度，確保彈丸飛行路徑符合預(yù)期設(shè)計(jì)。彈道軌跡校準(zhǔn)連續(xù)進(jìn)行高頻次發(fā)射（建議50次以上），檢查關(guān)鍵部件如橡皮筋、卡扣的磨損情況，評(píng)估材料疲勞特性并建立更換周期標(biāo)準(zhǔn)。耐久性壓力測(cè)試常見問題排查彈丸初速不足檢查橡皮筋老化程度或絞盤回彈機(jī)構(gòu)是否潤(rùn)滑不足，同時(shí)確認(rèn)彈丸重量是否超出設(shè)計(jì)承載范圍。建議更換高彈性橡膠材料或優(yōu)化彈丸配重比例。擊發(fā)機(jī)構(gòu)卡滯分解檢查扳機(jī)聯(lián)動(dòng)裝置，清除塑料毛刺或碎屑，對(duì)轉(zhuǎn)軸部位涂抹硅基潤(rùn)滑劑。若為齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需驗(yàn)證齒合精度是否達(dá)標(biāo)。發(fā)射角度偏移排查發(fā)射軌道是否對(duì)稱安裝，使用激光校準(zhǔn)儀檢測(cè)兩側(cè)橡皮筋張力是否均衡。必要時(shí)重新設(shè)計(jì)軌道限位槽或增加導(dǎo)向軸承。性能改進(jìn)技巧能量轉(zhuǎn)換優(yōu)化采用多層交叉式橡皮筋布局，通過增加有效拉伸長(zhǎng)度提升勢(shì)能儲(chǔ)備。實(shí)驗(yàn)證明三明治結(jié)構(gòu)比單層布局動(dòng)能輸出提升40%以上?？諝鈩?dòng)力學(xué)改良在彈丸艙加裝聚碳酸酯整流罩，減少發(fā)射時(shí)的空氣湍流。風(fēng)洞測(cè)試顯示錐形整流罩可使有效射程增加15%-20%。人機(jī)工程調(diào)整根據(jù)用戶手型大數(shù)據(jù)重新設(shè)計(jì)握把曲面，添加防滑硅膠貼片。通過壓力傳感器驗(yàn)證握持舒適度與施力效率的最佳平衡點(diǎn)。06應(yīng)用與總結(jié)Chapter明確操作范圍使用樂高彈弓時(shí)需劃定安全區(qū)域，確保彈射方向無人員或易碎物品，避免意外傷害或財(cái)產(chǎn)損失。限制彈射力度指導(dǎo)使用者控制橡皮筋拉伸幅度，避免因彈射力過大導(dǎo)致零件飛散或結(jié)構(gòu)損壞，同時(shí)降低高速?gòu)椛湮锏臐撛陲L(fēng)險(xiǎn)。材料檢查與維護(hù)每次使用前需檢查樂高零件的完整性，確保無裂紋或松動(dòng)，橡皮筋應(yīng)定期更換以防老化斷裂。監(jiān)督與指導(dǎo)兒童操作時(shí)需成人全程監(jiān)護(hù)，強(qiáng)調(diào)禁止瞄準(zhǔn)面部或動(dòng)物，培養(yǎng)安全意識(shí)和責(zé)任觀念。安全使用規(guī)范創(chuàng)意拓展建議多目標(biāo)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)鼓勵(lì)將彈弓與樂高機(jī)械組結(jié)合，設(shè)計(jì)可旋轉(zhuǎn)底座或移動(dòng)靶標(biāo)系統(tǒng)，提升裝置的互動(dòng)性和挑戰(zhàn)性。01物理實(shí)驗(yàn)整合通過調(diào)整橡皮筋數(shù)量、長(zhǎng)度或彈臂角度，記錄彈射距離與力度的關(guān)系，將手工制作轉(zhuǎn)化為力學(xué)探究課題。主題場(chǎng)景構(gòu)建以城堡攻防、太空探險(xiǎn)等為主題，搭建配套場(chǎng)景和故事線，增強(qiáng)項(xiàng)目的敘事性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作價(jià)值?？鐚W(xué)科融合結(jié)合數(shù)學(xué)（拋物線計(jì)算）、工程（結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)化）等知識(shí)點(diǎn)，擴(kuò)展項(xiàng)目的教育深度。020304課程總結(jié)要點(diǎn)回顧制作過程中常見的連接件松動(dòng)、彈道偏移等問題，分析解決