F1空气桨直线赛车的探究实践

车辆模型比赛是广火青少年极为喜爱的运动项目之一，开展车辆模型活动是素质教育的载体，能培养青少年动脑、动手的好习惯和勇于探索、拼博向上的优秀品质，对促进青少年的全面发展十分有益。

本方案通过对F1空气桨直线赛车的探究实践活动，让学生了解简易车模的基本构成，掌握调试直线赛车的技巧，营造青少年科技创新的氛围和环境。

活动内客

1 了解车辆模型基础知识。

2 认识和掌握组成F1空气桨直线赛车各零件的作用。

3 利用给定套材设计、制作小车(图1、图2)。

4 直线竞速赛：实现给定路线走直线竞速功能。

5 圆周竞速赛：实现圆周竞速功能。

6 小车拔河赛：实现拔河功能。

7 车辆模型创新赛：对F1空气桨直线赛车模型改进和创新。

活动的场地在教学楼前平滑的水泥路面；学生从网上查阅有关车辆模型基础知识、F1空气桨直线赛车套材组装说明书。

本次活动所需的器材主要有：F1空气桨直线赛车套材每人一套，螺丝刀、小榔头、五号电池等。

活动过程和步骤

让学生查阅有关车辆模型基础知识，了解什么叫车辆模型?车辆模型的基本组成部分的名称是什么?车辆模型有哪些种类?我国车辆模型发展水平如何?车辆模型包含哪些原理等。

查阅之后的资料整理如下：

1 车辆模型：依靠地面作用力或地面效应为主的运载工具模型称为车辆模型。

2 基本组成部分的名称：

由于车辆模型范围较广，下面以比较常见的内燃机动力四驱车模型为例，介绍车辆模型的基本组成部分(图3)。

外观包括车身、底盘、车轮、避震器、引擎五部分；内部结构包括油泵、引擎、消音器、伺服机、避震器等。

发动机

发动机是汽车的动力装置。其作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。发动机主要有汽油机和柴油机两种。汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成；柴油发动机的点火方式为压燃式，所以无点火系。

底盘

底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。

车身

车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。

电气设备

，电气设备由电源和用电设备两大部分组成。电源包括蓄电池和发电机。用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其他用电装置。

抽

机械中主要零件之一。一般为金属圆杆，轮子和其他转动的机件绕着它或随着它转动。

伺服舵机

它是把接收机收到的电信号转换成相应的机械动作。

电子变速器

只用在电动模型车上，是一种专门调速用的伺服装置。

3 车辆模型的种类：

车辆模型按照其功能可分为静态仿真车模、动力型竞赛车模、益智型拼装车模等(图4)。

4 车辆模型包含哪些原理：

车辆模型的运动一般都是将引擎的动力通过传动系统输送到2个车轮(2驱车)或4个车轮(4驱)，车轮旋转时会与地面产生摩擦(启动时称静摩擦，运动中称动摩擦)，车子主要就是依靠地面的“反作用力”而前进的。

①各组成部分和作用(图5)：

马达：产生动力的部分。

后轮：车辆模型运动时和地面产生摩擦力，使车子运动。

后轮钢轴：连接两个后轮。

后轮轴轱：控制两个后轮间距并和车身相连接。

前轮叉：固定前轮，使前轮与车身相连。

马达架：固定马达。

螺旋桨：产生动力。

前轮轴：固定前轮。

前轮：通过调节前轮实现各种功能。

前轮支架：固定前轮。

电池盒：装电池，以提供电力。

杆式车身：连接各部分(见图2)。

②组装：

a 将电池盒及马达架套入车身。电池盒靠近马达架的一端可安装独立的弹簧片和垫片。

b 将马达安装在马达架上，然后将开头穿过马达架上的小孔并用

2 枚自攻螺丝固定，最后将马达的红黑线所连接的垫片、弹簧片和另一端的双通片均插入电池盒内壁的槽内。

c 用锤子将后轮钢轴轻轻敲至后轮轮毂孔底，将钢轴穿过后轮轴轱并用相同方法将另一只后轮也敲入，用前轮支架、前轮叉、前轮及轴组合完成前轮的装配并装在车身前端，安装就完成了。

不论是直线竞速赛、圆周竞速赛，还是小车拔河赛，一般都是通过调节前车轮来完成。注意：后轮轴不能左右移动，以保证后轮在行进中的稳定。

车接竞赛的类型

1 直线竞速赛：通过调试模型的前车轮，实现给定路线走直线竞速功能。

画好长10米、宽2米的跑道。两两一组从起点出发后，根据车头跑出赛道时所接触的分区记录分数和用时，分数高且用时最短者成为“车王”。赛车道见图10。

2 圆周竞速赛：通过调试模型的前车轮，实现给定路线走圆周竞速功能。赛道见图11。

评定方法：根据走时少且实现圆周功能来确定名次。

3 小车拔河赛：两两一组相向在一直线上用细线相连，实现拔河功能。赛道见图12。

用细线相连的两车先打开电源开头，让电机转动起来，倒计时松手，以超过起始线30厘米为胜。

4 车辆模型创新赛：对F1空气桨直线赛车模型改进和创新；以F1空气桨直线赛车为主体，对模型进行改进和创新；可采用各种可能的方法对车辆模型进行改进和创新。

评定方法：依构思巧妙、科学合理、实现功能等为评定标准；如现有条件自己制作困难，可画图说明创新方案。