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第四课时
无动力小车智造-实施总结阶段
（浙教版）八年级
上
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
05
课堂练习
06
课堂总结
07
板书设计
04
知识拓展
课后作业
08
教学目标
01
02
03
04
责任担当
创意物化
问题解决
价值体认
通过参与风驱动小车、太阳能小车的制作与实践，深入感受清洁能源在交通领域的应用潜力深化对绿色能源理念的认同。
在学习“无动力小车智造-实施总结阶段” 活动的过程中，主动参与无动力小车的探究，为新型节能汽车发展贡献力量。
通过设计对比实验，查阅资料、请教他人，收集数据并分析，提升发现问题、分析问题和解决问题的能力。
结合所有考察成果，鼓励在造型设计上大胆创新，将创意想法转化为实际的小车作品，实现从创意构思到实物创作的转化。
新知导入
探究新知
说一说
2021年，以“风能利用和无动力赛车制作”为主题的第七届全国青年科普创新实验暨作品大赛先后在各地进行了初赛和复赛；一些大学也多次开展了无动力汽车的创意设计比赛。这类活动倡导“创意无限，低碳随行”，向同学们传播了创新、低碳的理念，营造了良好的科技创新氛围。我们要积极参加这类活动，设计出更加环保、有创意的无动力小车。
实施阶段
实施阶段
探究新知
做一做
实施阶段
任务一 风驱动小车制作
实施阶段
风是自然存在的，风能是大自然的固有能源，如果能找到一个利用风能驱动汽车、火车等交通工具的方法，那么将对未来交通的发展有极大的帮助。如何用风来驱动小车呢？让我们展开风驱动小车的探究活动吧！
探究新知
查一查
1、探究
在设计制作风驱动小车前，我们来探究、学习风能转化的基本原理，然后思考自己要设计怎样的风驱动小车。
实施阶段
实施阶段
探究新知
查一查
风的动力以两种形式作用于物体，当空气流动快的时候，在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力叫动压力。风帆小车顺风行驶就是空气对帆的动压力推动其前进。同时，气体流选小的地方会对流达大的地方产生一个侧向压力，这个力叫静压力。当风帆小车迎风行驶时，其正是在风的静压力推动下前进的。气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。反之，流选越小的地方，动压力压强越小，而静压力压强越大。
实施阶段
探究新知
学一学
实施阶段
实施阶段
工具箱
在同一条直线上，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的。也就是说作用力越大，反作用力也就越大。将这个定律应用到我们的风力小车上，风力越大，小车得到的动力也就越足，跑起来也就越快。
牛顿第三运动定律
探究新知
学一学
实施阶段
实施阶段
工具箱
气球动力小车 风帆动力小车 螺旋桨动力小车 橡皮筋动力小车
牛顿第三运动定律
探究新知
做一做
2、设计
任务明确后，我们就要着手制订具体的活动方案，因为方案关系到活动开展的成败，所以在制订时要尽可能考虑全面，不仅要查找资料、请教专业人士，还要具备学科的相关知识以及较强的动手能力。
实施阶段
实施阶段
探究新知
做一做
实施阶段
实施阶段
风驱动小车设计方案
材料准备 车轮、胶水、A4复印纸、泡沫板、尼龙线、车轴等
基本工具 热熔枪、剪刀、电钻、木锯、砂纸、画料、透明胶等
设计图纸
人员分工 小航、小天：负责查找风动力相关知识、小车结构设计案例
小蝶、小柔：利用工具裁剪泡沫板做车架，用 A4 复印纸做风帆，安装车轮、车轴
小月：测试小车在不同风力下的行驶情况，调整风帆角度等
注意事项 使用电钻、热熔枪时需成人陪同，防止受伤；胶水、热熔胶涂抹要均匀，避免过多或过少影响连接牢固度；裁测试时选择空旷、风力稳定的场地，防止小车失控
探究新知
学一学
实施阶段
实施阶段
工具箱
风车驱动小车模型 风车驱动小车设计图
风驱动小车设计
探究新知
小提醒
实施阶段
实施阶段
设计制作的注意事项
1.做好准备工作，包括各种工具、材料的收集以及人员的分工等。
2.制作过程中必须注意安全，妥善利用和保管工具，最好有专人监督。
3.学会调节心情，要有耐心、有细心、有信心。
4.制作结束后，收拾好制作场地，物归原位。
探究新知
做一做
3.制作
可以根据小组的设计思路，安排好制作风驱动小车各个部件的人员，如有的做风帆，有的做车身，有的安装车轮，有的拼装帆骨，然后进行组装。小车做好后，可以在电扇的风力驱动下开始测试。风帆对
小车的速度和载重有很大的
影响，你能找到最佳的方案
吗？
实施阶段
实施阶段
探究新知
做一做
实施阶段
实施阶段
不同风帆材质对小车运行速度的影响
不同风帆数量对小车运行速度的影响
1片帆 2片帆 3片帆
（塑料板）
纸板 A4打印纸
探究新知
学一学
实施阶段
实施阶段
工具箱
风速风向仪
风速风向仪主要由支杆、风标、风杯、风速风向感应器组成。我们可以用风速风向仪测量风驱动小车运行时的瞬时风速和风向。
风速风向仪
探究新知
试一试
4.调试
你找到的最佳方案是什么？根据测试数据，分析原因，并对小车进行改进。在班里开展一次风驱动小车比赛，记录比赛的过程。
实施阶段
实施阶段
最佳方案为：风帆材质选择塑料板，风帆数量为 2 片。
探究新知
试一试
实施阶段
实施阶段
风驱动小车10米跑比赛记录
组别 风帆的材质 风帆的数量 时间
第一组 纸板 1 片 15 秒
第二组 A4 打印纸 2 片 12 秒
第三组 塑料薄膜 2 片 8 秒
第四组 塑料板 3 片 14 秒
探究新知
说一说
5.交流
你的小车制作成功了吗？如果失败了，原因是什么？请从速度、性能、外观等角度对自己小组和其他小组的小车进行评价，并进行经验交流。
实施阶段
实施阶段
探究新知
说一说
实施阶段
实施阶段
遇到的困难 风帆材质选择不当，风阻大且易破损
解决的办法 更换为轻薄且坚韧的塑料板做风帆
记忆深刻的环节 反复测试不同材质风帆，对比效果
对小车的评价 速度还不错，但外观可更美观
制作感悟 选材很关键，要兼顾性能与实用性
风驱动小车设计制作小结
探究新知
挑战任务
实施阶段
实施阶段
风驱动小车能逆风行驶吗？怎样才能让风驱动小车逆风行驶呢？
风驱动小车实现逆风行驶，主要通过四方面设计：
优化风帆形状：用弧形或可变形结构改变气流与压力，产生向前分力。
调节风帆角度：以手动或自动方式将其
设为 30°-60°，分解风力获向前动力。
改进小车结构：低重心增稳定性，优化
车轮与传动系统减摩擦、提效率。
采用多风帆组合：多方向捕风形成向前
合力，也可联动调节提升效果。
探究新知
实施阶段
实施阶段
资料链接
逆风行驶原理
风驱动小车逆风行驶主要是利用了空气动力学原理中的 “伯努利原理” 和 “矢量分解”。当风作用于小车的风帆时， 风帆两侧的空气流速不同会产生压力差。即使是逆风，通过合理设计风帆的形状和角度，能将逆风的作用力分解为使小车前进的分力 ，从而实现逆风行驶。
探究新知
做一做
太阳能小车制作是一个充满挑战性的项目，既能带我们了解太阳能的知识，满足我们操索新能源世界的好奇心，又能培养我们的创新能力、动手能力及解决问题的能力。那么，我们对太阳能小车了解吗？该怎样开展太阳能小车的设计制作活动呢？
实施阶段
实施阶段
任务二 太阳能小车制作
探究新知
查一查
1.探究
太阳能小车是利用贴在车体外表的太阳能电池板，将太阳能直接转换成电能后驱动小车行驶的，小车的行驶速度由输人电动机的电流控制。小组合作，深人了解太阳能小车的驱动原理，为设计制作太阳能小车做好准备。
实施阶段
实施阶段
太阳能动力小车
太阳能动力小车构造图
探究新知
在线搜索
实施阶段
实施阶段
太阳能电池分类
太阳能电池依据所用半导体材料的不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。
探究新知
做一做
2.设计
请教指导老师或汽车修理厂专业人员，了解汽车结构、机械制动以及五金、木工方面的专业知识，制订具体可行的太阳能小车设计制作方案。
实施阶段
实施阶段
探究新知
做一做
实施阶段
实施阶段
太阳能小车设计制作方案
活动主题 太阳能小车的设计与制作 小组名称 逐光科创 小组成员 甲、乙、丙、丁、戊、己
活动时间 9.14 活动地点 学校通用技术教室、校园空地
活动内容及人员分工 活动环节 负责人 具体内容
器材准备 甲 购置太阳能电池板、直流电机、车轮、木条、螺丝螺母等材料
场地联络 乙 协调通用技术教室的使用时段，划定校园空地上用于小车测试的跑道
探究新知
做一做
实施阶段
实施阶段
续表：
活动内容及人员分工 草图设计 丙 设计太阳能小车的车架形状，规划太阳能板的安装角度
制作测试 丁 完成整体制作，在校园空地测试小车行驶速度、太阳能转化效率等，根据测试情况调整小车部件
结构搭建 戊 按照草图，用木条搭建小车车架，安装车轮
电路连接 己 连接太阳能电池板与直流电机的电路，安装开关等控制元件，测试电路是否通畅，电机能否正常运转
展示形式 在班级开展的成果汇报会上，现场操作太阳能小车行驶，展示制作过程的照片、视频，讲解设计思路与技术要点
探究新知
做一做
3.制作
根据小组方案，分工合作，完成太阳能小车的制作。想一想：怎样制作才能确保作品完成得又快又好
第一步：寻找合适的零部件。
第二步：根据小组创意进行组装。
第三步：测试、总结、学习、改进。
第四步：呈现成品小车。
实施阶段
实施阶段
探究新知
做一做
实施阶段
实施阶段
我们的活动记录
1.成员分工，分别挑选匹配的材料和元件，沟通确保兼容性。
2.先搭建并固定车架，安装车轮并调轮轴，连接电路、装太阳能板，遇困难共同讨论解决。
3.空地测试发现车速慢，分析后微调太阳能板角度、润滑传动部分，再次测试车速提升。
4.美化小车，班级展示时演示行驶、讲解制作与改进。
探究新知
小锦囊
做一做
实施阶段
可能用到的制作工具
制作太阳能小车可能用到直尺、角尺等测量工具，美工刀、小手锯等切割工具，螺丝刀、剪刀、
热熔胶枪等组装工具，以及
万用表等调试工具，分别用
于测量、切割、组装和电路
调试等环节。
探究新知
试一试
4.测试
太阳能小车初步制作完成后，制定相应的比赛规则，进行坡道负重测试和比赛。通过测试，分析小车运行时的摩擦力和阻力，以及太阳能转化的效率；对照小组的设计制作方案，对作品进行评估和反馈；听取同学的建议，改进自己的太阳能小车。
实施阶段
实施阶段
探究新知
试一试
实施阶段
实施阶段
小车的优点
小车的缺点
改进的方法
太阳能板光电转化效率较高，能较快为小车提供动力；车架结构稳固，行驶时不易变形。
摩擦力较大，影响行驶速度；太阳能板角度固定，不能根据光照自动调整，光能利用不够充分。
进行润滑处理，减少摩擦；给太阳能板安装可调节角度的支架，提升光能利用率。
探究新知
挑战任务
实施阶段
实施阶段
太阳能动力小车成品
探究新知
实施阶段
实施阶段
资料链接
太阳能小车的工作原理
太阳能小车的能量转化与行驶流程如下：
太阳能电池板吸收太阳光，经光伏效应将光能转为电能；电能可经导线传输之后电能驱动电动机转动，电动机通过传动装置把动力传给车轮；最后车轮借助与地面的摩擦力带动小车行驶，且可通过控制电路调节行驶速度与方向。
探究新知
说一说
总结阶段
经过无动力小车的设计制作，我们从天马行空地想象构思，到结构化地执行方案，从毫无头绪地尝试，到井然有序地开展制作，在一次次的尝试中体会到了失望、羡慕、惊喜等各种情绪。活动接近尾声，我们要对照设计思路进行总结反思，找到继续改进的方向，提高自己的设计制作水平。
探究新知
档案袋
总结阶段
探究活动结束后，除了无动力小车作品，我们还有许多的过程资料，以及宝贵的心灵感悟。将这些收集起来，进行梳理、筛选，形成属于自己的手工制作活动档案袋。它能帮助我们回顾活动过程，为今后的设计制作提供活动依据和技术支持。
探究新知
档案袋
总结阶段
我的档案袋
文字材料
方案表
作品说明书
制作过程记录
活动反思日志
图片材料
作品照片
团队制作合影
制作关键步骤照片
实物
风驱动小车
太阳能小车
制作过程中废弃的原型部件
其他材料
制作工具使用清单
与指导老师的交流记录
探究新知
交流会
总结阶段
交流、展示无动力小车设计制作过程中的成果；汇报小组在制作过程中的成功经验和失败感悟；分享设计制作的小窍门，尤其要介绍制作过程中在技术上碰到的困难及解决困难的方法；还可以对未来的汽车进行展望······
探究新知
交流会
总结阶段
发言1
无动力小车靠流线型减阻，解决摩擦；未来车更智能环保。
发言2
算重心稳小车，换材料解启动难，盼未来车全自动零污染。
发言3
调车轮角度斜坡稳行，正解决转向不灵活问题。
发言4
优传动让车远行，解部件配合难，盼未来传动更高效。
无动力汽车交流会
总结阶段
探究新知
资料链接
概念车
概念车可以理解为未来汽车，是一种介于设想和现实之间的汽车。设计师们利用概念车向人们展示新颖、独特、超前的构思，反映人类对先进汽车的梦想与追求。
探究新知
展示台
总结阶段
面对一个真实的任务，我们没有详细的说明书，也没有专业的技术图纸，完全依靠自己的探索、尝试去实现。我们在实践中学习，在失败中提高，在奇思妙想中拓展智慧。如此天马行空的创意、五花八门的材料，值得宣传！我们要
借助短视频、黑板报、集会展览、校园公
众号、校园网站、校园电视台等多种媒体
展开宣传活动，让更多的人了解无动力汽
车，无发无动力汽车，为国家的汽车产业、
技术创新和教育振兴做出努力。
知识拓展
风驱动小车的制作
知识拓展
设计太阳能小车需要考虑哪些因素？
太阳能板：选高效类型，固定角度适配光照，保证发电量。
储能装置：搭配适配电池，存储电能供阴天或夜间用。
动力系统：选合适电机传动部件确保动力与能耗平衡。
车身设计：轻量化、流线型，减少阻力，降低能耗。
控制系统：装光伏控制器，稳定电流电压，保护电路。
稳定性：合理布局重心，优化车轮，保证行驶平稳。
知识拓展
制作无动力小车可以选择哪些传动方式？
直接连接传动：车轮直接固定在车架转轴上，无中间部件，结构简单易制作，缺点是难灵活调整速度与动力。
皮带传动：用皮带连接车架上的主动、从动带轮，可缓冲动力冲击、通过带轮直径变速，缺点是皮带易打滑。
齿轮传动：靠相互啮合的齿轮传递动力，传动比精准、动力传递可靠。
链条传动：以链条连接主动、从动链轮，能传较大动力且不易打滑，缺点是工作有噪音、需定期润滑。
知识拓展
无动力小车的制作步骤有哪些？
确定设计方案：明确小车的目标（如行驶距离、承载能力等），规划车身形状、车轮数量与大小、传动方式等，可绘制简单草图。
准备材料：根据设计选取合适材料，如车架用木棍、塑料板等，车轮用瓶盖、玩具车轮等，还需胶水、剪刀、小刀等工具。
制作车架：用所选材料搭建小车的主体
框架，确保结构稳固，可通过粘合、捆绑
等方式固定。
课堂练习
对比风驱动小车与太阳能小车的动力来源差异，若在阴天环境下，哪种小车更易正常运行？请说明理由。
风驱动小车依赖风能，而太阳能小车依赖太阳能。
阴天环境下更易运行的是风驱动小车，理由如下：
风驱动小车的动力条件易满足：阴天虽缺阳光，但仍可能有自然风或可通过风扇等人工造风，只要有气流就能推动风叶运转。
太阳能小车受阴天限制大：阴天光照弱，太阳能板发电量不足，若无储能电池或电池没电，电机无法获足够动力，小车易停滞。
课堂总结
无动力小车智造-实施总结阶段
1
制作风驱动小车
2
制作太阳能小车
3
进行归纳和分享实验
4
进行总结交流和反思活动
5
进行相关知识拓展
板书设计
无动力小车智造-实施总结阶段
1.制作风驱动小车
2.制作太阳能小车
3.进行归纳和分享实验
4.总结与交流
5.进行相关知识拓展
课后作业
1、用家中常见材料（如硬纸板、瓶盖、吸管、小风扇等）制作一辆简易风驱动小车，要求能在桌面被小风扇吹动后直线行驶 3 米以上。完成后记录：
①如何设计风叶形状和安装角度以提升动力？
②制作中遇到的最大问题及解决方法，下次
改进会调整哪些结构？
课后作业
2、结合课堂所学知识，分析太阳能小车在晴天能正常行驶，但阴天很快停驶，列出 2 个导致该问题的可能原因（如储能、太阳能板设计等），并针对每个原因提出 1 种具体优化方案，说明优化原理。
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让备课更有效
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