案例五：探索力的相互作用
简介
本项目旨在引导学生使用classroom科学套装中的舵机和micro:bit探索力的相互作用。通过编程控制舵机的转动，并通过按键输入改变舵机的运动状态，学生将了解力和运动的关系，以及牛顿第三定律——作用力和反作用力的原理。此项目将加深学生对物理学基础概念的理解和应用。
教学目标
理解力的相互作用和牛顿第三定律。
学习如何使用micro:bit控制舵机的运动。
教学准备
在开始教学之前，请确保您已经准备好以下必要的材料：
| 图片 | 名称 |
|---|---|
 | classroom科学套装 |
 | micro:bit V2 |
 | 个人电脑（PC） |
 | USB 数据线 |
这些材料将为您提供一个完整的体验，确保您可以顺利地进行后续的操作和学习。如果您已准备好以上内容，我们可以继续进入下一步。
教学过程
课程引入
力是物体间相互作用的结果。当我们推一个物体时，它也会给我们一个相等的反作用力。在本节课中，我们将通过控制舵机的转动来探索力的相互作用。
探究活动
学习如何使用micro:bit上的编程环境，编写代码来控制舵机的转动。
理解舵机转动的基本原理和力的相互作用。
硬件连接
将舵机连接到wukong扩展板的S1接口。
代码编程
添加软件库
打开makecode.microbit.org并点击新建项目.
点击扩展.
搜索iot-environment-kit，添加iot-environment-kit软件库。
搜索wukong，添加wukong软件库。
示例代码
- 当开机时，显示Yes图标。
- 当按键A被按下时，设置连接到S1的180°舵机转动到0度位置，显示大爱心图标。
- 当按键B被按下时，设置连接到S1的180°舵机转动到180度位置，显示小爱心图标。
请参考程序连接：https://makecode.microbit.org/_iE0FRyLoA7ak
你也可以通过以下网页直接下载程序。
下载程序
使用USB线连接PC和micro:bit V2。
连接成功后，电脑上会识别出一个名为MICROBIT的盘符。
点击左下角的
，选择Connect Device。
点击
。
点击
。
在弹出窗口选择BBC micro:bit CMSIS-DAP，然后选择连接，至此，我们的micro:bit就已经连接成功。
点击下载程序。
团队合作与展示
学生分成小组，共同完成案例的制作和程序编写。
鼓励学生之间相互合作、交流和分享经验。
每个小组有机会向其他小组展示他们制作的案例，并演示。
预期效果：通过按键控制舵机的转动，观察力的相互作用。
（GIF动图）
总结与反思
回顾课程内容，提醒学生掌握了哪些知识和技能。
引导学生讨论他们在制作过程中遇到的问题和困难，以及如何解决这些问题。
引导学生思考力的相互作用在现实生活中的应用，如火箭发射、划船等。
扩展知识
力的作用：力是物体对物体的作用，它可以改变物体的运动状态，包括运动的速度和方向。
力的相互作用：根据牛顿第三定律，力是相互作用的，即作用力和反作用力总是成对出现，大小相等，方向相反。
力的类型：在推动木块的实验中，舵机对木块施加的是推力，这是一种接触力。此外，还有非接触力，如重力、磁力等。
力的效果：力可以产生两种效果：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态。
力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，但物体若不受力，会保持原来的静止或匀速直线运动状态，这是牛顿第一定律的内容。
能量转换：舵机将电能转换为机械能，推动木块移动，这是能量转换的一个实例。
力的相互作用与日常现象：力的相互作用不仅存在于物理学的抽象概念中，它在我们的日常生活中无处不在。例如，当我们走路时，我们的脚对地面施加一个向后的力，根据牛顿第三定律，地面也给我们的脚一个相等大小但方向相反的力，这个反作用力推动我们前进。