投石机（投石车）茂茂

一漫一流年

上课时间：2026.9.16

课程主题：投石机（投石车）

一、课程核心目标

1. 知识认知

认识投石车组成：利用三角形结构搭建稳固支架、互锁加固车身、四轮移动底座、费力杠杆投石臂、皮筋储能结构、投放槽。

了解投石车是古代攻城器械，依靠弹力配合杠杆完成物体弹射。

本节课核心机械知识点：费力杠杆、弹性势能、三角形稳定性、互锁结构

•三角形稳定性：三角形不容易变形，用来支撑投石臂，承受弹射时产生的冲击力，防止支架晃动变形。

•费力杠杆：支点远离装小球的阻力端，阻力端更长。特点：费力，但摆动幅度大，能提升投射速度，把物体抛得更远。

•弹性势能：拉伸皮筋储存弹性势能，松手后弹力释放，势能转化为动能，带动投石臂快速摆动，完成弹射。

•互锁结构：多层积木互锁，增强车身强度，抵御弹射产生的震动，不容易散架。

工作原理：压下投石臂→拉伸皮筋储存弹性势能→松开投石臂→弹力释放，费力杠杆快速摆动→小球弹射出去。三角形支架全程支撑，保证发射时整体结构不变形。

2. 技能培养

能够运用互锁结构、三角形结构搭建稳固支架与车身；

分清杠杆的支点、动力点、阻力点，理解费力杠杆特性；

学会安装皮筋，掌握弹性势能的应用；熟练使用轴完成两点固定；

自主调试皮筋松紧、投石臂角度，观察投射距离变化；

能够排查作品支架变形、卡顿、投射无力、车身松动等问题。

3. 情感与素养

通过古代攻城故事导入，拓展历史小知识；

搭建三角形支架和反复调试投石车的过程，锻炼耐心与抗挫折能力；直

观感受三角形稳定特点、能量转化，激发机械探索兴趣；

弹射小游戏提升课堂参与感，获得搭建成就感。

二、课堂亮点与学员表现

情景导入：古时候没有大炮，士兵使用投石车远距离投掷石块攻打城池。抛出问题：投石车发射的时候冲击力很大，用什么形状可以让支架不容易歪掉？引出三角形稳定结构和本节课投石车搭建主题。

搭建重点探究：

1.三角形支撑支架：利用三角形稳定性搭建支撑框架，三角形结构不易形变，承受投石臂回弹冲击力，减少支架晃动。

2.互锁车身底座：使用互锁搭建车身，搭配车轮，作品可以移动。弹射震动大，互锁可以牢牢锁住积木，防止散架。

3.费力杠杆投石臂：本节课重点结构，支点靠近投放槽，属于费力杠杆，放大摆动行程，实现远距离投射。

4.皮筋储能结构：皮筋是投石车的动力来源，拉伸储存弹性势能，释放后提供弹射动力。

5.间隙调试：安装轴的时候预留活动缝隙，避免投石臂卡死无法摆动。

搭建与创意：完成带三角形支撑支架的投石车作品，能够顺利蓄力、发射小球。自主尝试增减皮筋数量，对比投射远近变化；调整投石臂角度优化发射效果；可以自由搭建城墙、障碍物，模拟攻城游戏场景。

常见故障排查：

•小球投不远：皮筋拉力不足，弹性势能不够；

•投石臂卡住：轴拧太紧，没有预留活动间隙；

•支架容易晃动变形：没有搭建三角形支撑结构；

•发射时左右偏斜：转轴没有两点固定，结构不对称；

•车身容易散开：互锁搭建不到位，结构强度不足。

三、课堂引导思考问题

1.投石车使用的是什么杠杆？费力杠杆有什么优势？

2.投石车依靠什么能量发射小球？什么是弹性势能？

3.我们用三角形搭建支架，三角形有什么特点？

4.投石臂的转轴为什么要做两点固定？

四、作品成果展示

作品包含三角形稳定支架、互锁车身、四轮底座、费力杠杆投石臂、皮筋弹性储能结构与投放槽。三角形支架抵抗弹射冲击力，拉伸皮筋储存弹性势能，借助费力杠杆增大摆动幅度，实现小球弹射。本节课小朋友认识费力杠杆、弹性势能以及三角形稳定性，掌握两点固定、互锁搭建方法，可以独立调试弹力和发射角度，完成搭建目标。

五、家庭延伸练习

1.找一找生活里哪些物品利用三角形稳定结构；

2.找一找依靠弹力工作的物品，感受弹性势能；

3.尝试更换不同根数皮筋，观察投射距离的变化；

4.向家人介绍投石车，讲解三角形稳定性、费力杠杆和弹性势能的原理。

六、课程总结

本次课程搭建投石车，核心学习费力杠杆、弹性势能、三角形稳定性与互锁结构。孩子在搭建中理解三角形不易变形的特点，理解费力杠杆 “费力但运动距离大” 的特性，体验弹性势能和动能之间的转化。搭建三角形支架、调试弹力与支点位置的过程锻炼精细动手能力与故障排查思维。结合历史故事和弹射游戏，趣味性强，充分激发孩子对机械物理的探索兴趣。