夹子
【活动目标】
- 1、了解夹子的组成和运作原理。
- 2、在了解夹子用途和使用的基础上尝试进行改造。
- 3、在组装夹子的过程中培养独立思考的意识。
【活动引入】
小明在社区的花园里玩皮球，不小心皮球滚到了树下的洞里；洞还比较深，把手伸进去也够不着。该怎么把球拿出来呢？回答是用工具夹子把它夹出来。
本节课将深入了解夹子的起源和介绍夹子，以及夹子的用途。让我们一起来学习吧！
一、夹子的起源
夹子的起源可以追溯到古代文明。在人类历史的早期，人们已经发现了用简单工具可以更方便地进行一些工作。随着时间的推移，人们对工具的要求也越来越高，于是夹子这种工具应运而生。
最早的夹子可能是由原始人使用的木制夹子，用于固定箭杆、刀剑和其他工具。古代中国也出现了使用铁制夹子的记录，这些夹子有时被用来夹住物品并旋转，从而将其磨成所需形状。
在中世纪，随着工艺技术的不断发展，各种类型的夹子逐渐出现，如T型钳、平行钳（如下图所示）等。这些工具夹子主要用于锻造、铸造、制作机械和船舶等领域，为工匠们提供了可靠的辅助手段。
随着现代工业的兴起，夹子也得到了进一步的改进和发展。现代的工具夹子通常采用高强度合金材料制成，具有更大的夹紧力和更精确的操作性能。同时，它们还广泛应用于各种机械加工、修理和维护领域，成为现代工业生产中不可缺少的工具之一。
二、什么是夹子
夹子是一种常见的紧固工具，通常用于将两个或多个物体牢固地连接在一起。它由两个可移动的夹钳和一个弹簧组成，可以通过挤压手柄来打开和关闭夹钳。夹子有许多不同的形状和大小，适用于各种不同的应用场合，例如木工、金属加工、电子制造等。夹子广泛应用于家庭、工业和商业领域，是一种非常实用的工具。
哪位小朋友可以举例说明不同夹子的有什么用途呢？
三、夹子的用途
夹子有很多用途，以下是一些常见的用途：
夹住纸张：夹子可以夹住纸张，使其保持整齐。
夹住衣服：游泳时，夹子可以夹住头发或者衣服，避免水中漂移。
包装：在包装物品时，夹子可以帮助把包装材料固定在一起。
制作工艺品：夹子可以制作各种工艺品，例如木制风车、鸟屋等。
厨房使用：夹子可以用来夹住食材，例如油炸的食物或者某些需要搅拌的食物。
总之，夹子是家庭、学校和工作场所中必不可少的小工具，它的用途非常广泛。
在生活中，我们在很多地方都能发现夹子的痕迹——晾衣夹、发夹、文件夹。可它又是怎么来的呢？人们看到了螃蟹等动物（如螳螂）的大手会夹东西，发明了夹子。这其中利用了仿生物学原理，怀揣着对这种原理的思考，就让我们一起尝试组装一个夹子吧！
【活动准备】
乐高积木9686套装
本次所用零件：
| 梁 | 底片 | 轴 | 销 | 轴套 | 齿轮 | 连接器 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1*6蓝色镶嵌梁【4】 | 1*4蓝色底片【2】 | 5轴【1】 | 黑色摩擦销【4】 | 灰色轴套【3】 | 24齿轮【4】 | 2* 2* 3悬挂【3】 |
| 1*8蓝色镶嵌梁【2】 | 6轴【2】 | 黄色轴销【2】 | 40齿轮【1】 | |||
| 1*16蓝色镶嵌梁【2】 | ||||||
| 1*9白色的梁【1】 |
【活动过程】
步骤图
夹子常由手柄、转动装置和夹子主体组成，我们也按照这样的组成来制作夹子。
- 制作夹子的手柄。
- 制作转动装置和夹子主体。
- 完成后，就可以组合成夹子了。
第一步
搭建一个夹子的手柄。
使用的材料有：1* 16蓝色镶嵌梁2个、1* 4蓝色底片2个。
第二步
在手柄上组装齿轮转动装置。
使用的材料有：6轴2个、黄色轴销2个、24齿轮4个、40齿轮1个、5轴1个、1* 9白色的梁1个、2* 2* 3悬挂1个、灰色轴套1个。
第三步
加上夹子主体。
使用的材料有：1* 8蓝色镶嵌梁2个、1* 6蓝色镶嵌梁4个、灰色轴套2个、2* 2* 3悬挂2个、黑色摩擦销4个。
第四步
将其组装起来，组合好后我们的夹子完成啦！
【问题思考】
一. 提出问题
- 1、夹子是如何固定所夹住的东西呢？
- 2、为什么这个夹子要设计成这样呢？
二. 问题回答
- 1、手施力会让齿轮转动起来、从而带动侧边的齿轮组进行传动，使夹子的所围绕物体的范围缩小，直至固定物体。
- 2、方便夹取狭窄空间里面的物品、夹取物品更加牢固不易滑落。
【科学知识】
工作原理
夹子的工作原理其实很简单，就是利用弹性力把两个夹子臂夹在一起。夹子的主要部件是两个金属臂，它们通常用弹性金属制成，以便在夹住物品时产生足够的紧固力。
当我们向下按压夹子的两个臂时，这些弹性金属被压缩并储存能量。当我们放开夹子时，它们会恢复原来的形状，推动夹子的臂打开，以及施加足够的力将它们保持在打开状态。这种力的大小取决于夹子的设计和材料，以及它所夹物体的重量和形状。
夹子也可以通过其他机制工作，例如气压、电磁力等，但大多数家庭和办公室使用的夹子都是基于弹性力原理的。
省力杆杆
省力杆杆是一种机械工具，它可以通过杠杆原理来减小我们需要施加的力量。这种工具主要由两个杆组成，一个较短的杆称为力臂，另一个较长的杆称为负载臂。负载臂上有一个夹具或钳子，可以用来夹住物体。
当我们用手拉动省力杆杆的力臂时，这个力会被转化为更大的力，在负载臂上施加压力。这是因为力臂与负载臂的长度比不同，所以在达到平衡时，力臂所需的力量要少于负载臂。这样，我们就可以用更小的力量来施加足够的力量来夹住物品。
省力杆杆通常用于需要施加高压力的任务，例如夹住较硬的材料或将物体定位在特定位置。它们还可以用于减轻工人在重复性任务中的劳动强度和疲劳程度。
费力杆杆
费力杆（也称之为杠杆）是一种简单机械，由一个固定的支点和两个相对运动的力臂组成。费力杆可以帮助人们在施加较小力的情况下移动更大的物体，从而减少了所需的力量和工作量。
费力杆的原理是基于力矩平衡，当两个力臂上的力量大小和方向适当时，可以实现物体的平衡或移动。其中，支点是关键部件，它提供了稳定的支撑点，并使两个力臂产生相互作用。
使用费力杆时需要注意力臂长度、角度和力量的平衡，以确保安全和有效地完成任务。
【举一反三】
1、如何改装夹子，是它所夹/固定的物体更大？
2、你能设计出更新奇的工具夹子吗？
