#7406 lg

# 7406-LG 110 件/組

8+

开启智慧与攻略的冒险 开启智慧与攻略的冒险 EXPLORE ANCIENT WISDOM AND STRATEGY ADVENTURE!

目录 ...........................1 重要信息 .......................2 实验包内的零件 .................3 重要讯息 .......................5

› › › 目录

准备动作........................6 设定一个目标并学习准确度和精确度 传统十字弓 .....................7 关于物理弹力、势能和动能的运用 投石机1 .......................10 向量、速度和速率 蝎弩 . ........................13 重力、加速度和空气阻力 加重投石机 ................... 16 质量、重量和重力势能 反曲十字弓 ................... 18 胡克定律 复合十字弓 ....................21 滑轮 投石机2 .......................24 杠杆和机械 弩炮 . ........................26 抛射运动 投石车1 .......................29 动能、质量和速度 垂直距離︵米︶

投石车2 .......................31 摆脱引力

y

10 8 6 4 2 0

1

x 0

2

4

6

18 20 10 12 14 16 水平距離（米） 8

› › › 重要信息

各位亲爱的爸爸、妈妈： 物理，其实是一种吸引人又富含多样性而 且不难理解的科学，特别是当您运用这些 有趣的模型来演示物理原理时，可以从中 藉由很多的趣味性，来帮助我们了解每天 都会遭遇到的各式各样物理现象，并且让 我们学以致用。 您可以藉由组装我们这组实验套件和活 动模型来向孩子介绍物理概念，包括能 源、运动和动力。并借着这些丰富的简单 范例，让孩子们取得进入物理学和物理法 则的基本概念，而这些将来都会帮助孩子 们在学校所教授的课程中有更深的理解 和参与。 这个个人的实验模块是使用可调整式的 积木系统来一步一步完成组装的。因此刚 开始组装时，是需要一点点的练习和耐 心。如果他们在组装模型的过程中遭遇困 难，请适时给予协助，孩子们将会特别高 兴。 我们有一些实验会需要用到您家庭中常 见的物品，包含盘子、胶带、量尺、硬币、 面纸、回形针，以及秒表。请您帮助您的 孩子一起来选择这些物品吧！

组装技巧: 短结合键（蓝）、长结合键（红）、轴扣键（红） 和自转轴键（红）

请注意！每个零件都不同：红色轴扣键、自转轴键、蓝色 短结合键和红色长结合键乍看下都很相似。但当你组装 模型时，请务必确定使用正确的零件。蓝色的结合键比红 色的短。

方框和长条 使用长结合键来连接方框和长条。

轮轴 该组装系统包含各种长度的轮轴 （也称为轴）。当组装模型时，务 必确定你使用的是正确长度的轮 轴组件。

4cm 6cm 7cm

扳手 当你想要将你的模型分解开来时，可使用扳手。操作扳 手时，使用扳手的窄端面来拔除红色结合键。想 要拆除轮轴时，你也可以使用扳手的宽端面来 撬出自转轴键。

滑轮和齿轮 如果滑轮或齿轮锁得太紧，中间没有空隙，可能会造成转 动上的困难。假如齿轮或滑轮和相邻的其他零件中间间 隔约1mm的间隙的话，组件会比较容易转动。有一些 模型，会使用垫圈来确保这样的活动间距。 （本组零件不 含齿轮。）

我们衷心期盼您和您的孩子能在组装模 型及实验中，发现、学习并获得更大的乐 趣！ 凸轮连结键 (黑) 在拆卸模型时，您可以用凸轮连结键(黑)作为 工具，从管子中推开另一个30mm的管子。

2

实验包内的零件 1

×6

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

×15

×4

×4

×1

×4

×1

×5

×6

×1

×2

×2

×2

×4

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×4

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×2

×2

×2

23

×3

×1

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×1 30

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×1

×12

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×1

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×4

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×1

×3

×2 31

×1

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33

×2

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×2

×2

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×3

清单： 找零件 - 检查 - 核对 号码

描述 B-短结合键 C-长结合键 C-轴扣键 C-自转轴键 C-凸轮连结键 C-二合一结合键 C-80mm圆管(黑) C-30mm圆管 C-垫片 F-鼻锥 C-双向转接键 C-单向转接键 C-3孔圆角长条 C-3孔长条侧有孔 C-5孔长条 C-5孔超长条Ⅱ C-7孔圆角长条

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

3

数量 6 15 4 4 1 4 1 5 6 1 2 2 2 4 4 2 2

品号 7344-W10-C2B 7061-W10-C1R 1156-W10-A1R 7026-W10-H1R 7026-W10-J3D 7061-W10-G1D 7337-W16-A1D 7400-W10-G1D R12#3620 7402-W10-C2D 7061-W10-J1D 7061-W10-J2D 7404-W10-C1G2 7026-W10-X1D 7413-W10-K2D 7026-W10-S3D 7404-W10-C2G2

号码 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

描述 C-7孔圆角扁长条 C-11孔长条 C-15孔超长条 C-3孔1/4弧长条 C-5×5孔正方框 C-5×15孔长方框 C-5×11孔1/6弧框 C-27mm马达短轴 C-30mmⅡ轴 C-OD23mm滑轮 C-70mm橡皮筋 C-200mm橡皮筋 保丽龙球(40mm) B-扳手 C-3x13孔超长方框 C-4凸2孔十字框 C-5孔L型长条 C-十字弓箭矢

数量

品号

2 1 1 12 2 1 2 1 2 4 1 3 3 1 2 2 2 3

7404-W10-C3G2 7413-W10-P1D 7413-W10-H1D 7061-W10-V1G3 7026-W10-T2S2 7413-W10-J1S1 7392-W10-I1D 7026-W10-L1W 7413-W10-N1D 7344-W10-N3G R10-02 R10-28 K30#7366-2 7061-W10-B1Y 7406-W10-A1D 7406-W10-B1G 7406-W10-B2G 7406-W85-A

十字弓及投石车 在物理上的运用

4

› › › 重要信息

安全警示! ››› 注意！此产品不适宜3岁以下儿童，小零件有窒息危险，请勿吞食或吸入。长线需小 心使用，不可缠绕于头颈部位，恐有勒毙危险。

››› 注意！使用时请勿对准脸部或眼睛。 不可在有填装物时（Gigo专用的箭矢和保丽龙球）对人或动物进行射击。 请勿使用工具包以外的任何其他物体作为代替十字弓箭矢和保丽龙球的抛射工具。我 们的箭槽是以特殊的横截面形状作为设计，只能使用我们工具包里的十字弓箭矢来插 入弹射。

››› 内含重要信息，请保持包装和说明书的完整。 ››› 实验材料和装配的模型须存放在儿童接触不到的地方。

5

准备动作

设定一个目标 您需要用到下列工具： >金属平底锅或其他耐用的餐盘 >胶带 >量尺或卷尺

低准度和低精度

动手做: 1

将您的平底锅（或餐盘）倒盖在地板上。 这就是你的靶心目标。

2

将一块胶布放置在锅子大约3至4.5米远的 距离，作为您测试投石车和十字弓的站立 位置。

低准度和高精度

新知大探索 当你做十字弓的实验时，你应该思考你的弓箭和 炮弹降落位置的准确度和精确度。准确度，是你 的实验结果有多么的接近你为自己所设下的目 标值——在这个情况下，指的是你所设定目标 的中心。精确度，是看你操作实验能够得到相 同的数值或是你能让你的抛射物落在相同定 点的频率。看看右方的照片，我们了解准确度 与精确度是多么的相关。准确度和精密度两者 在科学上都是极重要的概念。当你在每个模 型上进行实验时，不妨动动脑，想想什么样的 改变会如何影响到你的准确度和精确度，并 且在不同的实验中记录下你的实验结果吧！

高准度和低精度

高准度和高精度

6

传统十字弓

1

模型

你所需要的零件 1

2

3

4 x 10 x 4 x 16

17

2 x

1 x

26

28

6

4 x

起源背景

8

9

4 x

4 x

18

10

11

13

1 x

2 x

2 x

23

2 x

2 x 33

34

2 x

2 x

4 x

上， 打开并安架在一块木头 十字弓，是将弓的两翼 ， 弓箭 代了 物取 十字弓的投射 主体就被称为弓身。 被称为十字弓箭。 因为 亚 大陆的每一个地方， 十字弓曾风靡了古欧 会如 地学 更快 人们 弓箭能让 用十字弓比用传统的 中，也曾因 历史 长的 它漫 弓在 何准确地射击。十字 无 技术被开发，而经历了 为不同的材料和知识及 数次的修改。

15

1 x

24

1 x 29

1 x

14

2 x 31

1 x

1 x

32

你也可以运用不同的材 来 料 结 合 知 识和 技 术 做一 为 你 组 合 的 十 字弓 然后 些 不一 样 的 修 改， 会有 看 看 你 的 十 字弓将 弓臂 喔！ 什么变化

2 x

35

3 x

› 胶带、量尺、目标

十字弓弓箭

弓身

弓臂

1 ×2 2

3 4

7

模型

5

1

传统十字弓

6

侧面图

7

8

9

8

传统十字弓

模型

1

11

10

侧面图

小橡皮筋 大橡皮筋

另一边

12

拿橡皮筋的一侧绕红色长结合键一 圈。橡皮筋会有什么作用发生呢？

13

准备时，请站在你为自己设置的标 志上。

14

插入十字弓箭于箭槽中。请确保大橡皮筋是 由十字弓箭向内推。向内推动十字弓箭，直 到其锁定到位。

15

水平握住十字弓弩。瞄准及射向目标。用一 块胶带贴在你射出的十字弓箭落下的点作 为记号。

16

重复此步骤三次，每次射击橡皮筋都比上 一次多绕一圈。并且每次都从同一高度和距 离射向目标，然后测量和比较弓箭每次射 出的距离。 为什么当你扣下扳机的时候，十字弓就能射 出十字弓箭呢？ 当你拉你的橡皮筋越拉越开时，为什么能 飞得更远呢？

9

新知大探索 当橡皮筋经过拉扯后回到原本的状态时, 这样的特质就叫做拉力。 拉开橡皮筋需要能量，当橡皮筋被拉开 时,就像弓箭准备发射时的状态,所有的能 量就是被储存起来的能量，或是物理学 上所称的势能，当你发射橡皮筋时,势能 就会转换成动能，也就是运动的能力。这 就是为什么当你拉橡皮筋拉得愈开时,弓 箭会弹射得更远——因为你增加了更多 的能量在橡皮筋上。将原理运用在真的 十字弓上，能量就是储存在弓臂上。 弓弦对十字弓来说，是非常重要的一部 分。但在早期，十字弓只要使用过后就 会磨损，甚至连雨水都会损坏它。以前 的十字弓会使用各种的材料，例如，用 麻布或皮筋来编制绳子来作成弓弦。

模型

2

投石机 1

你所需要的零件 2

3

4

9 x 2 x

2 x

19

1 x 25

27

1 x

2 x

6

11

2 x

2 x

13

14

2 x

1 x

1 x

20

21

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1 x

4 x

1 x

29

30

15

16

2 x

1 x

23

1 x 31

32

起源背景

当 是一个巨大的跷跷板， 我们可以将投石机看作 同 起来 方翘 另一 会使 候， 其中一侧被拉下去的时 中国，而且它 源于 机起 投石 。 时释放物体的质量 的。第一台投石机需要 是从传统弹弓演变而来 往下拉来发射 石臂 将投 一群人齐心协力地 更大 运用 发现 弹丸。然而，后来人们 更有 射会 和抛 质量的物体来抬举 成效！

1 x 1 x

1

12

3 x

2 x

2 3

4

5

10

投石机 1

模型

2

6

7

9

8

10

11

大橡皮筋

模型

2

投石机 1

11

12 警告！除了本产品 提供的球体外，此 发射器（本产品） 能够发射其他物 体。为了安全考量， 请勿使用非本产品 提供的零件。 13

将保丽龙球装载在绿色的圆型 支架上。

14

将投石臂往下拉回。

15

放开它!瞧！这保丽龙球在空中 飞行的速度有多快。

新知大探索 在物理学上而言，向量是一个很重要的概念。量通常只是 其中一个部分或部件，例如，5千克或30分钟，它们表示 的是质量或时间的容量或大小。这些数字就是所谓的标 量。而一个向量又包含两个部分：一个是大小，一个是方 向。大小是判断向量有多大，而方向则显示这个向量指 示的路径。 举一个例子来说，物理上的标量就是一个物体移动的 速率，而向量则是物体移动的速度。当你在一辆车中， 速率就是这辆车子跑的多快，例如，车速表上显示时 速30千米。而车子的速度则表示车子行驶的速率和 方向，如每小时往北60千米。

35 mph

20 mph

135°

90°

5° 30 mph 255° 40 mph

12

蝎弩

3

模型

你所需要的零件 1

2

3

4

6

8

10

11

12

13

4 x 10 x 3 x

2 x

4 x

5 x

1 x

2 x

2 x

1 x

16

1 x

17

18

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21

2 x

1 x

1 x

2 x

23

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1 x 28

2 x

29

1 x

31

1 x

1 x

33

34

35

2 x

1 x

3 x

14

15

4 x

2 x

22

2 x 26

27

2 x

2 x

起源背景

用来 远程 武器。过去它被 蝎弩以前是一种罗马的 射 当抛 器。 城武 ，而不是攻 作为一种个人狙击武器 击中 确地 够准 它能 ， 发射 地 物在 距离100 m内水平 目标。

2 ×2

1

32

2 x

3

4

5 侧面图

13

模型

6

3

蝎弩

7

8

9

10

14

蝎弩

11

模型

3 大橡皮筋

小橡皮筋

13

12

新知大探索 14

如果你从同样的高度下同 时让弓箭和保丽龙球落下， 你认为哪一个会先落到地 面呢？为什么？

15

将蝎弩放置在一个平面上, 如桌子的角端处。持一个 保丽龙球在相同高度的弓 箭尾端。然后同时射出弓箭 及放开保丽龙球。 请注意抛射的物体会于何 时落于地面。请多次地重 复 这个实验。你有什么发 现呢？

15

也许你认为比较重的十字弓箭会比相对较轻的 保丽龙球更早掉落到地面。还是你可能会想，因 为十字弓箭会射得较远，所以它需要较长的时间 才能落到地面。但在实验当中你会发现，保丽龙 球和十字弓箭掉落到地面的时间是差不多的！ 这是为什么呢? 保丽龙球和十字弓箭会同时落于地面的原因就 是：它们都具有相同的加速度。加速度就是在 物体速度的变化。因此，加速度也是一种像速 度一样的向量。因为加速度是向量，所以如果 物体的速度增加、减少或者方向往下还是往 角落围绕时，物体就能加速。 物体落下如果略微有不同的速率，那是由于 空气阻力的影响。假如保丽龙球和弓箭是在 真空中掉落的话，那么两物体就会在完全相 同的时间掉落到地面。

模型

你所需要的零件 1

2

3

7

4 x 13 x 4 x

1 x

9

11

6 x

1 x

1 ×3 13

2 x

18

20

21

22

2 x

1 x

12 x

2 x

25

27

1 x

2 x

30

31

1 x

15

16

4 x

2 x

加重投石机

2

23

1 x 32

1 x 3 x

14

4

2 x

› 硬币

注意！这组模型的侧边上有两个隔间可以置 放硬币。硬币用来作为配重使用。该隔间是 在垂直的轨道上，让重力能直直地将它们往 下拉，并且把球射出。

3 ×2

4

6

5

16

加重投石机

模型

4

7

8

警告！除了本产品 提供的球体外，此 发射器（本产品） 能够发射其他物 体。为了安全考量， 请勿使用非本产品 提供的零件。

把硬币装入位于两 侧的圆圈内

新知大探索 9

将一个保丽龙球放进球架上，举 起重量，然后迅速让球体下降。

10

在实验中试试放置不同质量的抛 射物在投石机的投掷臂上来发 射。看看他们如何影响移动的距 离。

11

试着从不同的高度落下重量。这 将如何影响球抛射的距离呢？为 什么你认为当你放置更多硬币在 一侧时而球体抛射更远呢？当你 从一个更高的高度落下硬币，球 体也抛射更远呢？

当你在投石机的侧面隔间上放了更多的硬币，就等于增加了投石 机弓臂上的质量。质量是一个物体所含物质的总量。而质量通常 被拿来与术语中的重量通用。但在物理学来说，质量和重量是两 个完全不一样的概念。重量是物体所受重力的大小，并且可以用 以下公式计算:

W=m×g 其中g是重力的加速度，m为质量，而W是重量。由于重量是力， 它是一个向量且是指向地面的方向。在地球上的g物体所受的 重力加速度)值是9.81 m/s2，月球上却是1.63m/s2。因此，同 一个物体的重量在月球上较轻，但是所含的质量仍是相同 的。 当你从不同的高度落下重量，就如同当你像拉开橡皮筋一 样，该动作会将势能转换成动能。这是另一种形式的势能， 因为这样的势能是从硬臂高度增加而来的，而不是从橡皮筋 的拉伸得来的。 因此，这样的方式得来的位能叫做重力势能。重力势能的量 可以由地面以上高度的乘以重量来计算： 重力势能= 重量×高

PEgravitational = W × height 17

模型

5

反曲十字弓

你所需要的零件 1

2

3

4

8

10

13

14

15

17

18

4 x 12 x 3 x

2 x

5 x

1 x

1 x

2 x

2 x

2 x

2 x

23

24

26

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1 x

2 x

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1 x 1 x

2 x

29

31

1 x 33

34

2 x

2 x

起源背景

于托架尾部的弓臂位置 十字弓的现代创新是在 十 个优点：反曲弓与传统 上。这种设计提供了几 臂有 其弓 弦与 的弓 曲弓 字弓的区别在于弦的反 的十字弓，反曲弓可储存 所接触。相比其他种类 的箭有更高的动能。 更多能量，使得射出

32

1 x

2 x

35

› 硬币、面纸、胶带、 3 x

1 ×2

回形针

2

4

3

5

18

反曲十字弓

模型

5

7

6

8

9

俯视

10 11

小橡皮筋

19

12

模型

大橡皮筋

5

反曲十字弓

侧视

13

测试橡皮筋的弹性。用面纸和胶带包 出数个的一块钱及五角钱的包。

14

用胶带黏上一个回形针，来当作一个 钩子。

15

垂直握住十字弓并使用回形针来操 作橡皮筋上的重量。测量该橡皮筋每 个重量导致变形的距离，或者在没有 重量施加上的正常位置延伸的距离。 做一张重量与橡皮筋变形距离的曲 线图。看看这个图是如何变化。

新知大探索 物理学上的胡克定律阐述了这样的距离如同橡 皮筋被拉伸或压缩的量和其产生的力成正比。 这意味着，如果该橡皮筋拉伸了两倍（例如 2cm而不是1cm），则产生的力将增加一倍。使 用数学这通常写为：

F = -kx 其中F是力，k是一个橡皮筋所用的特定常 数，x是距离。在这个实验当中，你会使用不 同重量来测试力。

20

复合十字弓

6

模型

你所需要的零件 1

2

3

4

4 x 10 x 4 x 2 x 17

6

8

4 x

4 x

18

1 x

2 x

26

27

2 x

13

1 x 2 x 2 x

14

4 x

28

15

16

1 x

2 x

24

1 x

起源背景

十字弓 过程的发展，在现代 随着现代材料和制造 使用。 上的 字弓 在十 轮组 最常见的变化之一是滑 弓弓臂 十字 臂比起传 统的 这种类型的十字弓的弓 。 能量 多的 更坚硬，因此能传输更

2 x

29

31

1 x

2 x 32

11

23

1 x 2 x

10

1 x

33

34

2 x

2 x

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2 3 x

1

3

侧视

4

21

模型

5

6

6

复合十字弓

7 8

9

10

11

22

复合十字弓

模型

6

12 侧视

13 小橡皮筋

14

侧视

新知大探索 大橡皮筋

15

16

试着击发弓箭来测试十字弓。请注意，当您 上膛时，滑轮周围用橡皮筋来缠绕。 尝试移除滑轮并且用橡皮筋绑住结合键。 你有注意到其中有什么不一样吗？

滑轮是在一个轴上用缆绳或绳索来移动的轮子。这种 使用在该类型十字弓上的称为固定滑轮。这种固定滑 轮是两单臂杠杆，围绕它的工作支点旋转。其负载臂和 杠杆臂是在这种情况下等长，所以使用者获得较少的 机械效益。但是，此滑轮还是相当有用处的，因为它改 变了施加力的方向。 观察着橡皮圈可以 看出滑轮把橡皮筋 拉伸更远，也就是 说，这样的运动使 橡皮筋具有更多的 能量运用。

施力

杠杆臂

负载臂

支点

23

负荷的应用

模型

你所需要的零件 2

3

6

12

7 x 4 x

2 x

2 x

21

14

2 x

12 x

16

2 x

1 x

1 x

25

30

31

1 x

3 x

1 x

1 x

投石机 2

1 ×3

15

23

7

19

20

1 x

2

32

2 x

注意！这组模型的一端有 隔间可置放硬币。硬币作 为平衡力，重力拉下来平 衡力，球即发射。

3

4

5

6

24

投石机 2

模型

7

把硬幣裝到圓圈裡

8 7

警告！除了本产品提供的球体外，此发射器（本产 品）能够发射其他物体。为了安全考量，请勿使用 非本产品提供的零件。

9

10

试射几次保丽龙球。观察它们从投 石机射击行经的路径，并画出保丽 龙球在空中行进的路径。你会如何 形容呢？ 投石机水平射击并用胶带标出保 利龙球行经的路径距离。重复此过 程，每一次发射增加投石机角度（ 瞄准更高的天花板角度）。

新知大探索 投石机是利用一种简单的机器叫做杠杆。杠杆是可以转动 被称为支点固定点的支架。杠杆放大输入力，以提供更大 的输出力。输出到输入力之比例是由从支点到施加点的 距离之比例。此比例被称为杠杆的机械优势。从实验中， 你会观察到球的抛射距离增加是因为主要投石机臂越 短，负载臂变长，但随后再次降低。这是改变杠杆臂以 及球发射的角度的结果。 杠杆臂 1

质量 1

25

杠杆臂 2

质量 2 支点

重量 1 × 1 支臂 = 重量 2 × 支臂 2

模型

8

弩炮

你所需要的零件 1

2

3

4

6

8

4 x 12 x 4 x

4 x

4 x

4 x

15

3 x

16

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2 x

2 x

24

9

10

11

12

13

4 x 1 x 2 x

2 x

1 x

18

19

2 x 26

27

2 x

4 x

14

起源背景 弹线装置 弩炮是由早期古希腊从 使用扭簧方式的攻 成为 发展 字弓 持十 的手 扭力弹簧的应用取代 时， 挤压 簧被 击武器。当弹 一个我们都知晓的例 活中 正常的弹线弹发。在生 簧。 子，就是捕鼠器里的弹 。 属弹簧而是一捆的捆绳 在弩炮上的扭簧不是金 可以 进而 射物 轻的 用较 这种类型的弩炮通常使 毁墙 。弩炮的武器可以摧 达到更高及更远的距离 壁或其他防御工事。

4 x 21

1 x

2 x

28

29

1 x 2 x 31

32

1 x

2 x

1 x

33

34

2 x

1 x

35

3 x

1 2

3

×2

4

5 6

26

弩炮

模型

8

8

7

9

10 11

27

模型

12

8

弩炮

13

小橡皮筋

大橡皮筋

另一边

14

弩车水平射击并用胶带标 出弓箭行经的路径距离。 重复此过程，每一次发射 增加弩车角度（瞄准更高 的天花板角度）。

新知大探索 在物理学中，一个物体的运动就称为抛体，然而此运动通过接近 地球表面的空气称为抛物运动。在实验中，你看到从弩车射出的弓 箭，会以一个弧形的路径呈现。 然而这条弧线会发生了变化，当弓箭射出的角度发生变化时，你还 可能以发现：随着角度的增加该 y 弓箭移动的距离也增加，接着趋 10 8 于稳定，然后下降。 垂直距離︵米︶

15

试射一些弓箭。观察它们 从弩车射击行经的路径， 并画出弓箭在空中行进的 路径。 你会如何形容呢？

6 4 2

接着上列显示，如果以相同的速 度，但不同的角度抛射可能会有 抛射距离的差异。

0 0

2

4

6

8

x

10 12 14 16 18 20

水平距離（米）

试着想想以45度角抛射弓箭为何能抛射到最远？为何弓箭的速度 可以区分为水平和垂直的抛射？当弓箭以45度角抛射，速度均匀地 分配在水平和速度之间时，这意味着它能够抛 y 射最远。

V 抛物运动在运动当中扮演一个重要的角色，如 棒球︑篮球︑高尔夫︑排球和跳水。最大化的水 平距离对于标枪︑铅球投掷︑跳远和足球开球 极为重要。最大化垂直高度距离对于撑杆跳︑ 跳高，并在篮球跳球中扮演极为重要的角色。

Vy Vx

x

28

投石车 1

9

模型

起源背景

你所需要的零件 1

2

3

7

4 x 7 x 4 x

9

1 x

11

13

6 x 1 x

2 x

20

21

22

1 x

4 x

2 x

25

27

1 x

2 x

29

1 x

30

3 x

14

2 x

16

18

2 x

2 x

古 希腊文字Katapeltes， 弹射的这个术语来自古 明 右发 年左 00 公元前4 希腊雪城的发明长老于 型十字弓的版本。 是大 射器 的弹 早期 的。

23

1 x 31

32

1 x 2 x

1

2

› 胶带

3

4

6

5

29

7

9

模型

投石车 1

10 8

9

警告！除了本产品提供的球体外，此发射器 （本产品）能够发射其他物体。为了安全考 量，请勿使用非本产品提供的零件。 大橡皮筋 y

垂直距離︵米︶

11

保丽龙球射向目标物改变每次弓 臂拉伸的距离，用一块胶带来标 记该保丽龙球射出的距离。 你注意到速度的变化了吗? 抛体的速度会变快吗？当你把投 石机的弓臂往后拉，越后面拉的 话，会有什么变化？

Angle of trajectory 30 m/s

10

20 m/s 10 m/s

0

新知大探索

m/s = meters per second (speed)

20

0

10

x 20

30

40

50

水平距離（米）

正如你在实验1所学到的，当你把 橡皮筋拉得愈开时,橡皮筋会增 加更多的势能。所以，当你把弹射器的弓臂越往后拉时，橡皮筋 拉得越开，你的保丽龙球增加更多的势能。然后该势能转变为 动能，或运动的能量，这可以通过以下公式计算：

动能 =

½ mv 2

其中m是质量，v是速度。由于质量不变，唯一改变的是当你拉 伸橡皮筋时所产生的速度。这就是为什么当你拉保丽龙球的 弓臂越开保丽龙球射得越快。 相同的角度，从而增加在其中的保丽龙球射出的速度亦增 加了球行进的水平距离（范围）和最高点的抵达（定点）

30

投石车 2

10

模型

起源背景

你所需要的零件 1

2

3

4

6

4 x 8 x 1 x

4 x

2 x

14

2 x

7

8

1 x

5 x

10

11

12

13

1 x 2 x

2 x

1 x

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20

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2 x

2 x

2 x

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1 x

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2 x

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1 x

4 x

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29

30

31

1 x

3 x

1 x

投 为的弹射器。历史上， 投石车就是人们常常认 为 来作 度 速 大的 极 拥有 石车无法 像弹射器一样 注 入 加速 须 量 能 多的 为很 抛射及 弹远，这 是因 的能量会进入弹体中。 臂本身，因此只有少数

2

› 秒表

1 x

1

4 5

31

模型

10

投石车 2

6

7

俯视

8

9

32

投石车 2

模型

10

11

10

12

把投石车放置于地板上，保丽龙球上膛， 拉弓臂，射出球体。

13

把投石车放置于桌角处，然后把保丽龙 球射离桌面而落地。这两次，使用秒表来 记录两次球体在空中停留的时间，并比 较其结果。

大橡皮筋

警告！除了本产品提供的球体外，此发射器 （本产品）能够发射其他物体。为了安全考 量，请勿使用非本产品提供的零件。

新知大探索 如果一切保持不变，当射击高度增加， 该物停留在空中的时间也增加。

现在使用你所学到的，并试着根据自 己的设计来构建某些模型吧！

33

垂直發射高度

把物体在空中停留的时间最大化是极 为重要的，例如，体育赛事中的网球 吊球、橄榄球抛掷球和跳水运动。

水平距離

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