《水力小实验》

水力小实验：水力小工程师

水从高处流下，能推动轮子转动；一股细流，能冲走沙土。水蕴含着巨大的力量！水力小工程师，快来探索水的力量，制作简易水车，看看水流如何转化成旋转的动力！

游戏场景设计

游戏提供一个有高低落差的虚拟水道。孩子可以组装一个简易水车：将叶片均匀插在中心轴上。将水车放置在水道中水流湍急的位置。打开水闸，水流冲击叶片，水车便会开始转动。孩子可以调整叶片的角度、数量，或改变水流的流量和高度，观察对水车转速的影响。

孩子将探究：水车为什么会转？水流从高处落下力量更大吗？叶片是平的容易转，还是凹进去的容易转？如何让水车转得更快？理解水流具有动能，可以推动物体做功（使水车旋转），这是水力发电等应用的基础原理。

核心学习目标

1. 水的力量感知：感知流动的水（尤其是从高处落下的水）具有能量和力量。

2. 能量转换启蒙：启蒙水流能量可以转换为机械能（转动）的概念。

3. 简单机械应用：了解水车是一种利用水力的简单机械。

4. 工程优化思维：通过调整参数优化水车性能，培养初步的工程思维。

游戏难度分级

初级：成功驱动水车
组装一个标准水车，在水流冲击下成功转动。

中级：探究影响因素
分别改变水流高度、流量、叶片形状，观察对转速的影响。

高级：设计高效水车
利用所学，设计并制作一个在限定条件下转速最快的水车。

专家：水力应用拓展
模拟利用水车带动一个小磨盘转动（磨面粉），或将动能转换为点亮小灯的电能（简单示意）。

家长参与建议

1. 观察自然水力：观察小溪、瀑布，或用水管喷水冲击小风车，感受水的力量。

2. 制作简易水车：用塑料瓶、竹签和杯子，制作一个真实的小水车放在水龙头下测试。

3. 讲解古代应用：讲述古代人们利用水车进行灌溉、磨面的历史。

4. 联系现代发电：展示水力发电站的照片或视频，说明其基本原理与水车相似但规模巨大。

游戏特色功能

• 流体动力学简单模拟：模拟水流冲击叶片产生的推力效果。

• 水车DIY工坊：提供多种叶片、轴心材料供选择组合。

• 参数控制面板：可精确控制水流高度、流量、开关等变量。

• 转速测量仪：显示水车的实时转速，便于比较不同设计的效果。