核心知识点:等臂杠杆原理、单摆运动、重力势能、惯性运动、受力平衡
模型1:跷跷板
知识原理
典型等臂杠杆结构,以中心支点为轴心,两端受力平衡保持水平,受力不均则上下摆动,结合重力与惯性实现持续往复运动。
结构与功能分析
由梯形加重稳固底座、中心旋转支点、对称平衡压板、两端限位结构组成,结构对称、受力均匀,摆动顺滑、安全稳固。
创作步骤
- 搭建长条平衡板,居中固定于支点,保证两端长度、重量完全对称。
- 安装中心旋转转轴,确保转动灵活无卡顿。
- 搭建底座,保障支点支撑稳定、不倾倒。
- 加装两端防脱落限位结构,调试摆动幅度与平衡效果。
同主题进阶拓展
不等臂省力跷跷板、带防护座椅双人跷跷板、旋转跷跷板等。
模型2:秋千
知识原理
单摆运动原理,重力与悬挂拉力相互制衡,物体围绕固定支点做弧形往复摆动,重力势能与动能持续转化,维持惯性运动。
结构与功能分析
由门式三角加固立体支架、顶部铰接悬挂结构、连杆、座椅组成,框架简洁稳固,悬挂结构灵活,可实现平稳弧形摆动。
创作步骤
- 搭建门式立体支架,两侧加装三角支撑,加固杜绝倾倒。
- 支架顶部安装横向转轴与铰接悬挂件,保证悬挂结构自由摆动。
- 创建小型座椅,通过加长连杆连接顶部铰接结构,保证垂直受力均匀。
- 调试连杆长度与摆动顺滑度,加固松动节点。
同主题进阶拓展
双人并排秋千、圆周旋转秋千、角度限位安全秋千等。