用吸管和纸杯做风速仪

用吸管和纸杯做风速仪：动手探索风的秘密

引言：当科学实验走进生活

风，这种看不见摸不着的自然现象，却可以通过简单的工具被“捕捉”。利用家中常见的吸管和纸杯制作风速仪，不仅能帮助孩子理解气象学的基础原理，还能通过动手实践培养观察力和创造力。这种低成本、可回收材料的实验方案，既环保又有趣，是家庭科学教育的理想选择。

一、材料准备与工具清单

制作一个简易风速仪仅需以下材料：

一次性纸杯（4个）

塑料吸管（2根）

竹签或细木棍（1根）

图钉或大头针（1枚）

剪刀、胶带、记号笔

所有材料均可通过日常物品替代：比如用酸奶杯代替纸杯，牙签代替竹签。这种灵活性让实验不受条件限制，适合不同场景下的实践。

二、分步制作指南

步骤1：制作风杯组件

取3个纸杯，在杯口边缘等距剪出三个缺口。将第四个纸杯底部中心穿孔，插入竹签作为旋转轴。通过缺口将三个杯体两两粘合，形成稳定的三角结构。此步骤需注意杯口朝向一致，确保受风面积最大化。

步骤2：组装传动结构

将两根吸管交叉成“十”字形，中心点用图钉固定于竹签顶端。吸管末端分别与三个风杯连接，留出一根吸管作为方向指针。通过调整吸管长度平衡整体结构，减少旋转阻力。

步骤3：校准与测试

在基座纸杯外壁标注刻度，每旋转一圈对应特定风速值。初步测试时可对比天气预报数据，记录不同风力等级下的旋转次数，建立简易换算公式。

三、科学原理深度解析

当气流作用于杯体凹面时，风压差驱动装置旋转，转速与风速呈正相关。通过统计单位时间内旋转次数，即可推算风速范围。此原理与现代气象站使用的三杯式风速仪一致，区别仅在于精度级别。

实验过程中可延伸讨论：

杯体形状对旋转效率的影响（半球形＞平面）

摩擦力对测量结果的干扰（轴承结构优化）

数据记录方法（手动计数/手机慢动作拍摄分析）

四、创新应用场景拓展

1. 户外探索工具

露营或徒步时，自制风速仪可评估环境风力，辅助判断帐篷稳固性、篝火安全性。结合湿度、温度观测，逐步构建微型气象站。

2. 跨学科学习项目

数学实践：将旋转次数换算为米/秒单位，制作风速折线图

工程设计：尝试用瓶盖、泡沫板等材料改进装置灵敏度

艺术创作：用彩绘装饰风杯，将科学工具变为景观装置

3. 环保教育载体

通过回收材料再造科学仪器，直观体现“升级改造（Upcycpng）”理念。讨论塑料制品降解周期等议题，深化可持续发展认知。

五、安全注意事项

使用剪刀、图钉时需成人协助

避免在强风天气户外测试，防止部件脱落

定期检查旋转结构磨损情况

不可用于专业气象决策

从观察到创造的科学启蒙

这个不足十元成本的实验装置，打破了科学仪器的神秘感。当孩子看着纸杯在风中旋转，他们不仅理解了伯努利原理，更获得了“用双手验证理论”的成就感。这种将抽象知识转化为具象体验的过程，正是培养科学思维的核心路径。尝试用不同材料改良设计，或许下一个创新型风速测量装置就诞生在你的工作台上。