劉小虎



陀螺是我國民間常見的玩具。人們常用繩子纏繞將陀螺啟動,然后用力抽打使其旋轉。打陀螺是一項有趣的運動,但繞繩啟動陀螺的技術不好掌握,且甩鞭子具有一定的危險性,不適宜在青少年中普及。
一次搬家時,我看到父親為兒時的我制作的木頭陀螺,突發奇想:能否制作一個用腳踢的陀螺?在這一“靈感”的驅使下,我歷時3年研制出了腳踢陀螺。
一、作品構造
腳踢陀螺主要由碗狀陀螺體和圓球轉軸組成,碗狀陀螺體的底部有圓孔,彈性套塞穿過圓孔套接圓球轉軸。此外,還可以在彈性套塞形成的空腔中安裝振動控制LED閃燈。
我對陀螺體的大小、質量和重心進行反復實驗,最終優選出一款轉動平穩且安全的腳踢陀螺。
二、發明原理
陀螺圍繞自身軸線作“自轉”運動的速度快慢,決定了陀螺擺動角的大小。轉得越慢,擺動角越大,穩定性越差;轉得越快,擺動角越小,穩定性越好。
陀螺做圓周運動時的切向加速度需要外力驅動,當腳尖的側面沿著轉動的陀螺的圓周切線方向“摩擦”發力時,陀螺就會加速且穩定地轉動。
三、使用方法
啟動陀螺時,將兩只手的指尖朝下前后卡住陀螺體的“碗口”部位,兩腿分開,彎腰。
向兩側用力拉扯手指,使陀螺體旋轉著落地。
跟隨陀螺,使其在雙腿的前方轉動。如果陀螺體順時針旋轉,則用兩只腳尖的側面踢陀螺體碗口的左側邊沿,一定要沿陀螺體碗口的切線方向向外“摩擦”踢;如果陀螺體逆時針旋轉,則用腳尖的側面踢陀螺體碗口的右側邊沿,要沿轉動的陀螺的圓周切線方向向外“摩擦”踢。發力不能太大,且不能直接沖著陀螺體猛踢。
掌握上述基本要領,熟能生巧后,可以用手指“甩拋”“指間扭動”“直接腳踢陀螺碗口側邊”等方式快速啟動腳踢陀螺,然后雙腳沿切線方向踢陀螺,使其連續轉動,且蹦跳著移動。
四、適用范圍
腳踢陀螺適用于7歲以上的人娛樂健身。因這種陀螺底部的圓球轉軸稍帶彈性,噪聲小,可以在客廳、廣場、籃球場、教室或走廊等多種場所腳踢,適應范圍廣。
五、發明特點
在選擇陀螺體時,我對各種材質和形狀的陀螺體進行反復試驗,發現“碗狀體”的表面積大、質量輕、重心低,便于用腳踢。同時,中空的圓球轉軸有彈性,固定套塞也有彈性,可使陀螺轉動時具有很好的減震、除顫、降噪功能。
腳踢陀螺省力不傷腳、轉動平穩,具有較強的趣味性和知識性。陀螺部件之間的固定采用機械方式,沒有用粘膠,選材和加工方式都很環保。
六、教育作用
腳踢陀螺巧妙地綜合了物理、數學、技術和工程等知識,可以用來開展“玩轉科學STEM”項目式教學。
腳踢陀螺融合了中國太極、正步走、踢腿、踢足球、乒乓球旋球等元素,是一種綜合性的科普休閑運動器材。
腳踢陀螺巧妙地將“科學普及”與“運動健身”結合,可以在中小學校推廣,使其成為創新型“陽光大課間運動項目”或新型體育課。針對腳踢陀螺,我們還可以開發多種形式的“運動游戲規則”:
1.定點腳踢陀螺持久戰
在直徑為100厘米的圓圈內,看誰能使腳踢陀螺持續旋轉的時間最長。
2.腳踢陀螺50米跑
在兩米寬的跑道上,看誰的腳踢陀螺跑得最快。
3.腳踢陀螺打靶
在地面上畫出不同直徑的同心圓靶標,在5至10米外向中間靶心腳踢陀螺,根據陀螺所停的靶心區域賦分值,距離靶心越近,分值越高。