一、認(rèn)識磁鐵：磁懸浮玩具的“動(dòng)力之源”演講人CONTENTS認(rèn)識磁鐵：磁懸浮玩具的“動(dòng)力之源”磁懸浮的奧秘：從“力的平衡”到“玩具的魔法”動(dòng)手實(shí)踐：設(shè)計(jì)一個(gè)簡易磁懸浮玩具從玩具到科技：磁懸浮的“大用途”總結(jié)與延伸：讓科學(xué)的種子在“懸浮”中發(fā)芽目錄2025小學(xué)三年級科學(xué)下冊磁鐵在磁懸浮玩具中的應(yīng)用課件作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓孩子在“玩”中看見科學(xué)的模樣。今天，我們要探討的主題——“磁鐵在磁懸浮玩具中的應(yīng)用”，正是這樣一個(gè)能將抽象科學(xué)原理轉(zhuǎn)化為直觀趣味體驗(yàn)的典型案例。接下來，我將從磁鐵的基本性質(zhì)出發(fā)，逐步拆解磁懸浮玩具的工作邏輯，結(jié)合具體案例與實(shí)踐操作，帶同學(xué)們走進(jìn)“懸浮”背后的科學(xué)世界。01認(rèn)識磁鐵：磁懸浮玩具的“動(dòng)力之源”認(rèn)識磁鐵：磁懸浮玩具的“動(dòng)力之源”要理解磁懸浮玩具如何“懸浮”，首先需要回到磁鐵本身。三年級上冊我們已經(jīng)接觸過磁鐵的部分特性，但為了更深入探究，我們需要系統(tǒng)梳理磁鐵的核心性質(zhì)——這些性質(zhì)就像一把鑰匙，能幫我們打開磁懸浮的“魔法盒”。1磁鐵的基本特性回顧與深化（1）磁性與磁體：磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等金屬的特性叫磁性，具有磁性的物體叫磁體。上學(xué)期我們用磁鐵試過吸回形針、鐵釘，卻吸不起塑料尺、木塊，這說明“磁性”是有針對性的。大家可以想想：如果磁懸浮玩具的“懸浮部分”不是鐵做的，還能用磁鐵讓它懸浮嗎？（提示：很多磁懸浮玩具的懸浮體內(nèi)部會(huì)嵌入小磁鐵，而不是單純用鐵）（2）磁極與指向性：磁鐵兩端磁性最強(qiáng)的部分叫磁極，分別命名為北極（N極）和南極（S極）。還記得“司南”嗎？古代的指南針就是利用磁鐵的指向性制成的——靜止時(shí)，一端始終指向北方（N極），另一端指向南方（S極）。這個(gè)特性在磁懸浮玩具中雖不直接用于“懸浮”，卻與“穩(wěn)定懸浮”密切相關(guān)（后續(xù)會(huì)詳細(xì)說明）。1磁鐵的基本特性回顧與深化（3）磁極間的相互作用：這是磁懸浮的核心原理！我們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過：同極相斥，異極相吸。當(dāng)兩塊磁鐵的N極與N極（或S極與S極）靠近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相互推開的力；若N極與S極靠近，則會(huì)產(chǎn)生相互吸引的力。磁懸浮玩具正是巧妙利用了“同極相斥”的斥力，讓物體“克服”重力懸浮起來。2磁鐵的“隱形力量”：磁場為了更直觀理解磁懸浮，我們需要認(rèn)識“磁場”——這是磁鐵周圍存在的一種特殊物質(zhì)，雖然看不見摸不著，卻能傳遞磁力。就像媽媽的手托住氣球，磁場的“力”托住了懸浮的物體。當(dāng)兩塊磁鐵的同極靠近時(shí)，它們的磁場相互“碰撞”，產(chǎn)生向上或向外的斥力；當(dāng)斥力與物體的重力相等時(shí)，物體就會(huì)穩(wěn)定懸浮。（這里可以插入一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：用透明塑料盒裝滿鐵屑，放入條形磁鐵，輕輕敲擊盒子，觀察鐵屑排列成的“磁感線”，直觀感受磁場的存在。）02磁懸浮的奧秘：從“力的平衡”到“玩具的魔法”磁懸浮的奧秘：從“力的平衡”到“玩具的魔法”理解了磁鐵的性質(zhì)，我們可以嘗試回答核心問題：磁懸浮玩具是如何“對抗”重力，讓物體飄起來的？1懸浮的本質(zhì)：力的平衡地球上的所有物體都會(huì)受到重力作用（向下拉的力）。要讓物體懸浮，必須有一個(gè)向上的力與重力“對抗”。在磁懸浮玩具中，這個(gè)向上的力就是兩塊磁鐵同極相斥產(chǎn)生的“斥力”。當(dāng)斥力的大小剛好等于物體的重力時(shí)，物體就會(huì)保持靜止懸?。蝗绻饬Υ笥谥亓?，物體會(huì)向上運(yùn)動(dòng)；斥力小于重力，物體則會(huì)下落。舉個(gè)例子：我手頭有一個(gè)磁懸浮地球儀，底座里有一塊大磁鐵（N極朝上），地球儀內(nèi)部也有一塊小磁鐵（N極朝下）。當(dāng)我把地球儀輕輕放在底座上方時(shí)，兩塊磁鐵的N極相互排斥，產(chǎn)生向上的斥力；調(diào)整地球儀的位置，直到斥力等于地球儀的重力，它就會(huì)穩(wěn)穩(wěn)“飄”在空中。2懸浮的挑戰(zhàn)：穩(wěn)定性的秘密細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)問：“為什么有些磁懸浮玩具輕輕一碰就掉下來？”這涉及到“懸浮穩(wěn)定性”的問題。單純依靠兩塊磁鐵同極相斥，物體很容易左右偏移——就像用手指頂一根竹竿，稍不注意就會(huì)倒。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)師們用了兩個(gè)巧妙的方法：（1）形狀約束：很多懸浮玩具的懸浮體和底座會(huì)設(shè)計(jì)成“上小下大”或“環(huán)形”。例如，懸浮小車的軌道是環(huán)形磁鐵（N極朝上），小車底部的磁鐵（N極朝下）被軌道的磁場“限制”在中心位置，就像在“磁場的碗里”滾動(dòng)，不容易掉出去。（2）輔助結(jié)構(gòu)：部分玩具會(huì)加入“導(dǎo)柱”或“限位環(huán)”。比如我小時(shí)候玩的懸浮陀螺，底座中心有一根細(xì)柱子，陀螺底部有一個(gè)凹槽，柱子剛好卡在凹槽里。這樣即使陀螺因?yàn)榛蝿?dòng)偏離中心，柱子也能“拉”它回來，配合磁鐵的斥力，就能穩(wěn)定懸浮。3磁懸浮玩具的分類與典型案例市面上的磁懸浮玩具種類繁多，但核心原理一致。我們可以按功能和結(jié)構(gòu)分為三類：|類型|代表玩具|結(jié)構(gòu)特點(diǎn)|科學(xué)原理應(yīng)用重點(diǎn)||--------------|------------------------|--------------------------------------------------------------------------|--------------------------------||展示型|磁懸浮地球儀、懸浮擺件|底座固定，懸浮體多為球形/對稱造型|力的平衡、磁場對稱性||互動(dòng)型|懸浮小車、懸浮陀螺|懸浮體可移動(dòng)，底座有軌道或限位結(jié)構(gòu)|斥力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、穩(wěn)定性控制|3磁懸浮玩具的分類與典型案例|教育型|磁懸浮實(shí)驗(yàn)套裝|可組裝的磁鐵、支架、配重塊|自主探究力的大小與懸浮高度的關(guān)系|（這里可以展示實(shí)物或圖片：比如一個(gè)懸浮地球儀的拆解圖，顯示底座磁鐵和懸浮體磁鐵的位置；一個(gè)懸浮小車的軌道與車底磁鐵的磁極方向標(biāo)注。）03動(dòng)手實(shí)踐：設(shè)計(jì)一個(gè)簡易磁懸浮玩具動(dòng)手實(shí)踐：設(shè)計(jì)一個(gè)簡易磁懸浮玩具科學(xué)課的魅力在于“做中學(xué)”。接下來，我們將用身邊的材料，動(dòng)手制作一個(gè)簡易磁懸浮玩具，親身體驗(yàn)磁鐵的“懸浮魔法”。1材料準(zhǔn)備（教師提前分發(fā)）環(huán)形磁鐵（2塊，相同大小，N極朝上）圓柱形小磁鐵（1塊，N極朝下，直徑略小于環(huán)形磁鐵內(nèi)徑）1材料準(zhǔn)備（教師提前分發(fā)）硬紙板（制作支架）剪刀、雙面膠、回形針（配重）透明塑料杯（輔助觀察）2制作步驟與原理解析（1）搭建底座：將一塊環(huán)形磁鐵用雙面膠粘在硬紙板中心，作為“底座磁鐵”（N極朝上）。（2）組裝懸浮體：將圓柱形小磁鐵用雙面膠粘在另一塊硬紙板中央（N極朝下），在硬紙板邊緣粘2-3個(gè)回形針（增加重量，模擬“地球儀”的重力）。（3）嘗試懸浮：手持懸浮體硬紙板，輕輕放在底座磁鐵正上方，緩慢松手。觀察現(xiàn)象：如果懸浮體掉落，可能是回形針太重（重力大于斥力），需要減少配重；如果懸浮體被吸住，可能是磁極方向錯(cuò)誤（小磁鐵應(yīng)N極朝下，與底座N極相對）。（4）優(yōu)化調(diào)整：調(diào)整懸浮體與底座的垂直距離（用塑料杯控制高度），直到懸浮體穩(wěn)定懸浮。此時(shí)，斥力=重力，懸浮成功！3實(shí)踐中的科學(xué)問題引導(dǎo)03問題3：為什么懸浮體必須放在底座正上方？（偏離中心時(shí)，周圍磁場不均勻，斥力方向偏移，導(dǎo)致懸浮體掉落）02問題2：增加回形針數(shù)量，懸浮高度會(huì)如何變化？（重力增大，需要更大的斥力，因此需要減小懸浮體與底座的距離，因?yàn)榫嚯x越近，斥力越大）01問題1：如果把小磁鐵的S極朝下，會(huì)發(fā)生什么？（異極相吸，懸浮體被吸到底座上）04（學(xué)生分組操作，教師巡回指導(dǎo)，記錄典型問題并集體討論。）04從玩具到科技：磁懸浮的“大用途”從玩具到科技：磁懸浮的“大用途”磁懸浮玩具不僅是有趣的“小玩意兒”，更是前沿科技的“微型版”。通過今天的學(xué)習(xí)，我們可以初步理解生活中更復(fù)雜的磁懸浮應(yīng)用。1磁懸浮列車：玩具原理的“放大版”大家聽說過磁懸浮列車嗎？它的速度能達(dá)到每小時(shí)400公里以上，比普通高鐵快很多。它的原理和我們的磁懸浮玩具一樣：列車底部安裝電磁鐵（N極朝下），軌道上的電磁鐵（N極朝上）通過“同極相斥”將列車“托”離軌道，減少了摩擦力，所以能跑得更快。不同的是，磁懸浮列車需要精確控制電流大小，實(shí)時(shí)調(diào)整斥力，確保列車在高速行駛中穩(wěn)定懸浮。2磁懸浮軸承：工業(yè)中的“隱形助手”在工廠的高精度機(jī)器里，磁懸浮軸承代替了傳統(tǒng)的金屬軸承。它利用磁鐵的斥力讓轉(zhuǎn)軸“懸浮”，避免了金屬摩擦產(chǎn)生的磨損和熱量，大大延長了機(jī)器壽命。這種技術(shù)甚至用在衛(wèi)星的陀螺儀上，確保儀器在太空中穩(wěn)定工作。3科學(xué)探索的啟示：從玩具體驗(yàn)到科學(xué)思維今天的學(xué)習(xí)中，我們通過玩具理解了“力的平衡”“磁場作用”等科學(xué)概念。這提醒我們：科學(xué)并不遙遠(yuǎn)，它就藏在我們玩的玩具、用的工具里。只要像今天這樣，多觀察、多提問、多動(dòng)手，每個(gè)同學(xué)都能成為“小科學(xué)家”。05總結(jié)與延伸：讓科學(xué)的種子在“懸浮”中發(fā)芽總結(jié)與延伸：讓科學(xué)的種子在“懸浮”中發(fā)芽回顧今天的課程，我們沿著“認(rèn)識磁鐵→理解懸浮原理→制作玩具→聯(lián)系科技”的路徑，揭開了磁懸浮玩具的科學(xué)密碼。核心知識可以總結(jié)為：磁鐵是基礎(chǔ)：利用“同極相斥”的斥力對抗重力，是磁懸浮的核心原理。平衡是關(guān)鍵：斥力與重力相等時(shí)，物體才能穩(wěn)定懸??；穩(wěn)定性需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輔助?？茖W(xué)即生活：從玩具到列車，科學(xué)原理的應(yīng)用體現(xiàn)了人類對自然規(guī)律的理解與創(chuàng)造。課后，同學(xué)們可以完成兩個(gè)小任務(wù)：觀察家里的磁性物品（如冰箱貼、磁性文具盒），思考它們用了磁鐵的哪些性質(zhì)；