玩具在中學物理實踐活動中的應用一例

于志明 王冬琴

（連云港師范高等專科學校，海洋港口學院物理系，江蘇 連云港 222006）

玩具生動有趣，深受人們的喜愛.一些偉大的科學家如牛頓、愛因斯坦等小時候都非常喜歡玩具，他們都曾經自己動手做玩具.玩具能在中學物理實踐活動中發揮積極作用，值得大家重視.比如組織中學生將玩具先拆開，了解其內部結構和工作原理，然后再重新組裝起來，這樣做對培養中學生的動手實踐能力、嚴謹的工作態度和學習興趣都很有幫助.下邊我們以一種企鵝玩具（如圖1所示）為例對此加以說明.

圖1

這是一種電動玩具，啟動電源后，企鵝兩眼閃光、頭頂的球轉動、兩小翅膀不停地擺動，動作十分活潑可愛.

活動的第1步：準備好工具.主要是適當大小的十字螺絲刀、紙、筆和照相機.

活動的第2步：初試.為保證活動的成功，可以將開始的幾步作為初試.先取下電池盒蓋，取出電池，拆下兩翅膀、3個固定外殼的螺釘，分離外殼，露出該玩具的主體部分.要求：每一環節都要用筆在紙上做好記錄，記下在哪兒、用什么方法、拆下什么東西，放好拆下的東西.這樣做可以培養中學生嚴謹、細心的習慣.然后根據記錄，以相反的次序將玩具組裝起來，使其恢復原樣.這一步的難度不大，但可以增強中學生實踐的勇氣和成功的信心.

活動的第3步：細致解剖.先重復第2步的過程將外殼分離，得到該玩具的內部主體，細致觀察其四周各處，為便于記憶，將其四周拍照下來，如圖2所示.

觀察其中電路的連接情況，從電池正極引出兩根導線，一根接到作為企鵝眼睛的燈泡的一極上，另一根接到電動機的一極上，從電池負極引出一根導線接到開關上，從開關出來兩根導線，一根接電動機的另一極上，另一根通過位于一小缺齒齒輪旁邊的金屬絲接到作為企鵝眼睛的燈泡的另一極上.而金屬絲位于一導線的接頭附近，形成一個開關，當小缺齒齒輪的輪齒推動金屬絲與接頭相靠，開關就合上了.原來企鵝眼睛的閃爍的道理在這里.如圖3所示.

圖2

圖3

裝上電池，合上開關，可以看到企鵝眼睛的閃動，電動機帶動企鵝頭頂的球和企鵝翅膀軸的轉動，在其中缺齒齒輪的作用很有趣.

關掉電源，觀察傳動系統的情況.為此將主體部分進一步拆開.觀察發現主體部分也是可以拆開的兩部分，拆下3個固定螺釘，取下一連接兩邊電池卡，揭開固定導線的膠帶，取下企鵝翅膀的軸，將主體部分的核心打開.觀察系統的傳動情況發現：電動機軸上一齒輪將轉動傳到上邊的齒輪，該齒輪將轉動傳到企鵝頭頂上的球的軸上，然后再向下傳到一大的缺齒齒輪上，該齒輪將部分轉動傳到一小的缺齒齒輪上帶動企鵝翅膀的擺動，如圖3所示.而企鵝翅膀的轉軸的另一端裝有彈簧，如圖4所示.該彈簧在小的缺齒齒輪沒有和大的缺齒齒輪嚙合時使企鵝翅膀復位，從而使企鵝翅膀的動作重復進行.

觀察企鵝玩具的電路和機械傳動情況，就理解了該玩具的工作原理了.注意在拆開時不可用力太大，損傷器件.

活動的第4步：恢復原樣.將企鵝玩具重新組裝起來，恢復原狀.要確保不剩下一個螺絲釘，沒有導線和轉動的軸或齒輪接觸.裝上電池，開啟電源，觀看表演.

圖4

通過這樣的活動，能使中學生深刻了解企鵝玩具的工作原理及其內部組成結構，能很好地培養中學生的動手實踐能力、細致耐心品質和團結協作精神，更能激發他們的好奇心和學習興趣.

玩具都是在工廠里由工人組裝起來的，而組裝的過程大多數是可逆的，又考慮到現在各種工具都比較容易得到，所以我們介紹的方法是現實可行的.當然在開始時可以選簡單的玩具，逐步增加難度.