早在几千年前,人类就发明了车,从最古老的人力车、马车、牛车,再到近代的蒸汽火车、汽车、电车,车轮转动得原来越快,运输效率越来越高,因为它们的动力越来越强劲了。人类还在不断地探究各种各样的动力来源,比如更清洁的风能、太阳能。
我想设计一款用太阳能作为动力的小车,这个想法初步得到了妈妈的赞同,但是妈妈问了我一个问题:如果碰到下雨天或者晚上的时候,你的小车还能动吗?是啊,如果我们设计的小车只能在晴天开动,这也太不方便了!好在妈妈提醒了我,仔细观察一下你的手持小风扇。对了 ,这个小风扇里面有一粒可充电的蓄电池啊!
于是,我把太阳能小车的想法改成了太阳能可充电小车。这样就解决了在没有太阳的时候小车的行驶问题了。
我们一起画了一副小车设计图。
要使小车动起来,除了要有动力来源,还需要把动力传输到车轮上,所以我们还需要一个电机和一套齿轮,我们还画出了它们的连接方案设计图。
接下来就是准备材料的环节了,在经历了拆解玩具车、手持小风扇之后,在网上购买的太阳能板也到货了,我们的材料终于齐了,一起来看看吧!
首先我们用电焊枪把太阳能板和电池的电线焊接起来,这一步能实现利用太阳能为电池充电的功能。
接下来我们把电机和三个齿轮固定在杆子上,并安装到“车厢”(一个废旧纸盒)中,同时安装上开关。
最后我们按照设计图将电机、蓄电池和天阳能板连接起来,并装上四个车轮。
接下来就要试验一下咱们的小车能不能动起来了。我们选择了一个晴天,将太阳能板对着太阳照射面,然后打开开关,看,齿轮转动起来了,带动了轮子一起转。
太阳能动力源的试验已经成功了,那在没有太阳的时候呢,我小心翼翼地装上蓄电池,然后用一张白纸遮挡住太阳能板,紧张地打开了开关。
太棒了,车轮再一次成功转动了!
两个试验都成功了,我们把小车车厢组装了起来(可以更好地保护里面的零件),给它来个特写吧!
万事俱备,我迫不及待地拿着小车跑到楼下。
看,我的小车在阳光下缓缓地开动起来了。
终于到了晚上,经过白天的充电,小车在夜晚也开得很顺利呢!
跟预想的一样,当我把蓄电池取掉以后,小车就在原地不再行驶了。
我们做了一个小实验,来研究小车运动快慢与地面情况和自身重量的关系,实验数据我整理在了一张表格中。
完成了平地任务后,我们准备给小车增加点难度,让小车爬坡!我们用纸箱分别搭建了0°—13°的斜坡,记录下了小车的运动情况。
看着小车爬不动坡的样子,我可真着急,心里一直犯嘀咕,为什么我的小车只能爬这么小的坡呢?
为了一探究竟,我们上网查了资料,结合四年级学习到的知识,我们知道物体运动是需要能量的,而我们的小车就是把太阳能或者电能转化为了小车行进的动能。由于坡度的存在,小车需要克服重力分力和摩擦力才能行进,而斜坡坡度越大,重力分力就越大,因此需要施加更大的动力以保持速度或加速,但是我们使用的发动机马力比较小,能够产生的动力有限,所以纸箱斜坡到了一定程度,小车就只能原地踏步了。
我似懂非懂,妈妈说物体的运动有很多的奥妙,在以后的科学课学习中会有更多的知识来解答我现在的疑惑。真希望我们学到的知识能让以后的交通工具越来越环保,越来越便捷啊!