08不倒翁立起来教学设计
课题 不倒翁立起来 三单元 探秘玩具 学科 科学 年级 二年级下册
教材内容分析 本课时为苏教版科学二年级下册第三单元《我们的朋友》第二课，教材围绕 “不倒翁的稳定原理、重心特点、生活应用及制作实践” 展开。借助 AI 赋能课件的数字人静态插图、开篇导入视频、实景演示视频等资源，设计 “情境导入、探究认知、实验验证、创意制作、拓展应用” 五大任务。内容从有趣的不倒翁 “推不倒” 现象切入，逐步深入到原理探究（重心越低越稳定）、同类平衡玩具验证（纸鹦鹉、平衡小丑等）、生活应用案例分析（儿童牙刷、防倒奶瓶等），再到四款不倒翁玩具的动手制作，层层递进，引导学生从感性体验到理性认知，感受重心与稳定性的科学关联，培养科学观察、实验探究与动手实践能力。
新课标要求 依据《义务教育科学课程标准（2022 年版）》低年级 “科学探究”“物质科学”“技术与工程” 领域要求，本课旨在引导学生通过观察、实验、制作等活动，感知物体重心与稳定性的关系；结合 AI 技术创设的情景化教学资源，激发对玩具中科学奥秘的探究兴趣；培养如实记录、大胆猜想、严谨验证的科学态度，初步建立 “重心越低越稳定” 的认知，提升运用科学知识解释生活现象的能力。
学习目标与核心素养 科学观念：能结合 AI 静态插图和视频，说出不倒翁的主要结构特点（底部有配重）；理解 “底部重、重心低、放得稳” 的基本原理；知道平衡玩具（纸鹦鹉、平衡小丑）与不倒翁的原理关联性，了解生活中运用稳定原理的常见物品。科学思维：能通过对比实验分析配重重量、位置对物体稳定性的影响，推理不倒翁 “推不倒” 的作用机制；能根据实验现象归纳重心与稳定性的关系，发展逻辑推理能力。科学态度：对不倒翁及同类平衡玩具的奥秘产生浓厚兴趣，乐于参与观察、实验、制作和拓展实践活动；养成主动观察生活中稳定物品、积极探索背后科学原理的良好习惯，感受科学与生活的紧密联系。社会责任：知道生活中许多物品蕴含科学原理，树立 “玩中学、学中思” 的意识；能运用所学知识尝试制作简易不倒翁玩具，提升创新思维和动手实践能力，体会科学知识的实用价值。
学情分析 二年级学生对不倒翁等玩具充满天然兴趣，普遍有玩平衡类玩具的生活体验，但对 “重心” 这一抽象概念缺乏系统认知；好奇心强，对情景化、直观化的 AI 数字人插图、视频等学习资源接受度高，注意力易被有趣的实验和制作活动吸引；动手操作能力较强，但逻辑推理和精细操作能力较弱，对 “控制变量” 的实验方法理解有限，需要通过具象示范、分步引导降低学习难度，同时借助鼓励性评价保护探究积极性。
重点 1. 了解不倒翁的结构特点，理解 “底部重、重心低、放得稳” 的基本原理； 2. 掌握 “猜想 - 实验 - 验证” 的探究方法，能通过对比实验分析配重对物体稳定性的影响； 3. 认识生活中运用稳定原理的常见物品，感知科学原理的实用性； 掌握至少一种简易不倒翁的制作方法，能结合原理完成创意制作。
难点 1. 理解 “重心” 的抽象概念，能用简单语言解释不倒翁 “推不倒” 的原因； 2. 掌握对比实验的基本思路，能在实验中控制变量（如配重重量、位置）；3. 制作中精准调整配重，确保作品达到稳定站立的效果。
材料准备 教师：AI 数字人小美和图图静态插图（探究不倒翁场景、实验场景、制作场景等）、开篇导入视频（小美与图图探索不倒翁的对话）、6 段实景演示视频（平衡小鸟制作、平衡小丑走钢丝玩具制作、小兔不倒翁制作、小粽子不倒翁制作、蛋壳不倒翁制作、纸杯不倒翁制作）、不倒翁玩具（若干组）、实验记录单、彩色卡纸、黏土、瓶盖、蛋壳、纸杯、回形针、剪刀（安全款）、胶水、彩笔、生活中稳定原理应用的实物或图片（儿童牙刷、防倒奶瓶、台灯、拳击柱）。学生：实验记录单、彩笔、笔记本、彩色卡纸、黏土、瓶盖、剪刀（安全款）、胶水、自选辅助材料（如羽毛、亮片等，用于装饰）。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1. 情景导入：播放 AI 数字人开篇导入视频（小美与图图的对话：“科科科科！快来看呀！这个不倒翁也太神奇了吧，怎么推都能马上站起来！”“哇！真的耶！它是不是肚子里藏了什么‘魔法小零件’呀？我们拆开看看里面到底有什么秘密好不好？”“好耶！说不定能发现不倒翁的超能力！一起解锁它推不倒的秘诀！”），提问：“同学们，视频里的不倒翁太有趣了！你们玩过不倒翁吗？它为什么推不倒呢？”2. 数字人引导：展示小美和图图观察不倒翁的静态插图，说道：“小美和图图已经迫不及待要解密啦，今天我们就和他们一起，探索不倒翁的秘密，还能亲手制作属于自己的不倒翁呢！” 3. 揭示课题：总结学生发言，引出课题《不倒翁立起来》，说明本节课将通过观察、实验、制作，了解不倒翁的原理，发现生活中的稳定奥秘。 1. 观看导入视频，被趣味对话和不倒翁现象吸引，积极分享自己玩不倒翁的经历，提出对 “推不倒” 的疑问；2. 观察静态插图，明确本节课学习任务，激发探究与创作兴趣。 通过 AI 数字人导入视频和静态插图创设趣味情境，快速唤醒学生对不倒翁的兴趣，将 “玩具娱乐” 转化为 “科学探究 + 动手制作” 主题，符合二年级学生直观认知特点。
讲授新课 一、探究不倒翁的原理。1.情景化展示：出示小美和图图拆解不倒翁的静态插图，讲解：“要解锁不倒翁的秘密，首先得看看它的‘肚子里’有什么！大家和小美、图图一起，观察不倒翁的内部结构。”2. 提出猜想：结合插图和实物不倒翁，演示 “推不倒” 的现象，提问：“不倒翁里的钢珠有什么作用？如果换成轻的塑料珠会怎样？把钢珠放在顶部还能站稳吗？” 引导学生大胆猜想，记录在实验记录单上。3. 实验验证：发放实验材料（纸鹦鹉、回形针），引导学生分组实验：将回形针别在纸鹦鹉不同位置（头部、身体、尾巴），观察能否站立；更换不同重量的配重（回形针、小塑料片），对比稳定性，记录实验结果。4. 原理总结：结合小美和图图的实验结论插图，讲解：“物体的稳定取决于重心，重心越低、底部越重，物体越稳定。不倒翁底部的钢珠、纸鹦鹉尾巴的回形针，都是通过降低重心实现稳定的。” 二、拓展认知：同类平衡玩具 1. 视频辅助：播放平衡小鸟制作、平衡小丑走钢丝玩具制作的实景视频，讲解：“小美和图图还发现了许多神奇的平衡玩具，它们和不倒翁用了同样的原理哦！”2. 原理关联：展示小美和图图分析平衡玩具的静态插图，引导学生对比：“这些玩具和不倒翁有什么相同之处？” 总结：“它们都通过在底部或低处添加配重，降低重心，实现平衡稳定。”三、生活中的稳定原理应用。1.实物与图片展示：出示儿童牙刷、防倒奶瓶、台灯、拳击柱的实物或图片，结合小美和图图介绍生活物品的静态插图，讲解：“生活中很多物品也运用了不倒翁的原理，底部重、重心低，让它们更稳固、更实用。”2. 互动分享：提问：“同学们还能想到生活中哪些‘站得稳’的物品？它们是不是也有‘底部重’的特点？” 引导学生结合生活经验发言。 1. 观察静态插图和实物，大胆猜想不倒翁的原理，通过纸鹦鹉实验直观感受重心与稳定性的关系；2. 观看实景视频，认识同类平衡玩具，理解原理的通用性；3. 观察生活物品，联系原理进行分析，建立 “科学原理 - 生活应用” 的关联。 通过 AI 静态插图和实景视频，将抽象的 “重心” 概念具象化；分组实验降低原理理解难度，让学生在动手操作中验证猜想；生活案例拓展丰富认知，感受科学与生活的紧密联系。
课堂练习 1. 制作引导：展示小美和图图制作不倒翁的静态插图，说道：“了解了原理，现在跟着小美和图图一起学做不倒翁吧！我们可以用卡纸、黏土、瓶盖等材料，发挥创意设计独特的造型。” 2. 视频示范：播放小兔不倒翁、小粽子不倒翁制作的实景视频，分步讲解制作步骤：“第一步，设计并剪出不倒翁的主体造型；第二步，在底部（如瓶盖内）添加黏土等配重，调整重心；第三步，用彩笔、装饰材料进行涂色和美化。”3. 技巧点拨：结合插图强调关键步骤：“配重是核心，要保证底部重量足够，才能让不倒翁立起来；造型设计可以大胆创新，比如做成小动物、小粽子等喜欢的样子。” 1. 观察静态插图和视频，学习不倒翁的制作步骤和技巧；2. 记录关键要点，构思自己的不倒翁造型（如动物、水果等）；3. 提出创作中的疑问，获得教师指导。 通过 AI 静态插图和分步视频示范，规范制作流程，降低精细操作难度；技巧点拨兼顾 “功能稳定性” 与 “创意性”，引导学生在制作中平衡科学原理与实践表达。
课堂小结 1. 布置任务：1）基础任务：选择一种材料（卡纸 + 瓶盖、纸杯等），制作一个能稳定站立的不倒翁，完成造型设计与装饰；2）提升任务：尝试设计独特的造型，添加个性化装饰（如表情、花纹），让不倒翁更具创意；记录要求：填写实验记录单，简要记录自己的制作步骤和创意想法。2. 巡回指导：1）帮助配重调整不当的学生，确保作品能稳定站立；2）对造型设计提供建议，鼓励学生大胆创新；3）关注动手能力较弱的学生，提供分步示范帮助。 1. 按照任务要求，动手制作不倒翁，注重造型创意和稳定性；2. 遇到问题及时向教师或同学求助，调整作品；3. 填写实验记录单，记录创作过程与想法。 通过分层任务设计，满足不同学生的能力需求；巡回指导兼顾 “功能实现” 与 “创意表达”，确保每位学生都能完成基础作品，鼓励部分学生挑战创新，提升动手实践与创新思维能力。
板书
课外拓展/课外阅读内容 1. 实践任务：完成 “橡皮筋动力玩具日志”，记录自己制作或观察的玩具，标注动力转化过程；2. 课外阅读：推荐绘本《神奇的弹性》；3. 创意延伸：改进自己制作的橡皮筋玩具，对比改进前后的效果，记录实验报告。
特色资源分析和技术手段说明 1. 特色资源：1）AI 数字人小苏和科科静态插图：贯穿课堂始终，以 “同伴式” 角色引导学习，让抽象科学知识变得生动有趣；2）开篇导入视频：创设蝴蝶山谷趣味场景，快速激发学生探究兴趣；3）6 段实景演示视频：清晰呈现玩具操作、制作过程，为实验和拓展活动提供直观参考；4）实验场景插图：规范实验步骤，帮助学生理解实验逻辑。2. 技术手段：1）多媒体播放视频、展示静态插图，强化直观感知；2）AI 角色情景化设计，构建轻松的学习氛围，降低学生心理距离；3）实物实验与数字资源结合，兼顾动手操作与视觉体验，提升学习效果。
教学反思 1. 本节课通过 AI 数字人静态插图、导入视频、实景演示视频等资源，有效调动了二年级学生的学习积极性，大部分学生能掌握蝴蝶玩具的结构、关键部件作用及能量转化原理，完成实验和创意设计，达成预设目标；2. 个别学生在控制实验变量时不够规范，可在实验前增加示范环节，用视频再次强调操作要点；3. 创意设计环节的个性化指导不足，后续可提供更多玩具制作步骤图，满足不同学生的需求，进一步提升实践效果。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）08不倒翁立起来逐字稿
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数字人视频：科科科科！快来看呀！这个不倒翁也太神奇了吧，怎么推都能马上站起来！”“哇！真的耶！它是不是肚子里藏了什么‘魔法小零件’呀？我们拆开看看里面到底有什么秘密好不好？”“好耶！说不定能发现不倒翁的超能力！一起解锁它推不倒的秘诀！”
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今天我们聚焦第三单元玩具探秘的第二课——“不倒翁立起来”。这一课我们来研究一下不倒翁。不倒翁，同学们都玩过，有没有想过它为什么会不倒呢？有没有同学拆开看过呢？简单的玩具里可藏着有趣的科学知识哟，我们一起来发现吧。
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今天我们会发现，有许多看似完全不同的玩具，也和不倒翁一样，使用了同样的科学原理，我们一个个来揭秘吧。
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视频里谈到科科想把不倒翁拆开来看，他也这样做了。那他发现了什么呢？看，他发现不倒翁的“肚子”里装铁球，是它不倒的原因吗？
钢珠一定就是不倒翁不倒的原因，我们还可以再深入思考一下。其一，将钢珠换成塑料珠是否可行？钢珠较重，塑料珠较轻，重量的改变是否会影响不倒翁的稳定性呢？其二，把钢珠的位置放在其它的位置，不倒翁还能平衡吗？这就涉及到重量分布的问题。
所以，进一步的思考，是钢珠的重量和所在的位置。重量决定了物体的稳定性基础，而位置则影响着重心的分布。只有重量合适且位置合理，不倒翁才能保持不倒。
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我们在这个指尖直立的剪纸鹦鹉玩具中再验证一下呢，关于我们刚才猜测的重量和重量分布的位置，是不是能决定物体的平衡。
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现在，大家拿出准备好的彩色卡纸，跟着我一起剪出一只漂亮的纸鹦鹉。这不仅是个有趣的手工活动，还能帮我们探究不倒的秘密。
剪好纸鹦鹉后，把一枚回形针别在它不同位置，像头部、身体、翅膀、尾巴，再放在手指上，看它能不能用脚尖“站立”。多尝试几个位置，找到让它站稳的最佳点。
大家不妨猜猜，回形针别到哪个位置能立起来呢？思考一下，回形针和不倒翁里的钢珠有什么共同作用？回形针是为鹦鹉增加了“重量”；回形针旋转的“位置”决定了它是否能平衡。
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【无配音视频】现在我们来看一段展示纸制平衡小鸟制作过程的视频。大家可以直观看到制作过程中如何调整结构，从而影响小鸟重心，让它实现平衡，这能加深我们对物体稳定原理的理解。
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小苏和科科又带来了一个新的玩具，是一个会在钢丝上倒立的小丑。发现了吗？它和小鸟一样，在人物的低处一左一右都粘贴了重物。这是它平衡的原因吗？我们在视频中去看看。
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【配音视频】将瓶子彼此拉开， 直到绳子绷
紧。将青蛙放在绳子上! 青蛙在绳上不能保持平衡。让我们在一只脚上添加两个回形针，看看青蛙能不能平衡？青蛙立起来了一点，但还是不平衡...取掉回形针，青蛙倒挂是为什么？是因为下面更重。让我们把青蛙的两条腿都加上回形针呢 发现了吗？青蛙立起来了。并且它处于了稳定平衡状态。这种状态会让他在受到干扰时，也能恢复平衡的状态。
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纸青蛙不倒的核心秘密在于“重心”。重心位置决定了纸青蛙能否保持稳定。回形针增加了尾部重量，让重心集中在身体下半部分，实现了重心变低。
这其中蕴含着稳定原理，即重心越低越稳定。当纸青蛙倾斜时，重心会自动回到最低位置。就像我们之前看到的纸鹦鹉和走钢丝的小丑，它们能保持平衡也是利用了这个原理。这一原理在生活中也有诸多应用，能帮助我们更好地理解和利用物体的稳定性。
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前面我们通过纸鹦鹉、纸制平衡小鸟、纸制小丑走钢丝等实验，了解到了物体平衡的关键在于重心。而这就如同我们熟悉的不倒翁，它正是利用“重心越低越稳定”的科学原理来保持平衡。
不倒翁底部较重，使得重心降低，当它倾斜时，重心会自动回到最低位置，从而让它能够稳稳站立。这一原理不仅体现在不倒翁上，在很多物品的设计中都有应用，接下来我们就看看生活中还有哪些这样的例子。
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其实，这一原理在生活中有诸多应用。我们可以去发现那些“底部重，重心低”的物品。
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儿童牙刷采用不倒翁设计，展现出超稳特性。它通过在底部加重处理，巧妙运用不倒翁原理，使重心降低。这就如同我们此前了解的纸青蛙和不倒翁一样，利用“重心越低越稳定”的科学原理来保持平衡。
这种设计带来诸多好处，无论怎么放置，牙刷都能稳稳立在桌上。这不仅避免了刷头接触桌面，保证了卫生，还为日常生活提供了便利。可以说，这款儿童牙刷是科学原理在生活用品中的巧妙应用。
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生活中，奶瓶被碰倒、奶洒出来是常有的麻烦事，不过防倒奶瓶巧妙解决了这一问题。其设计奥秘在于利用了重心与稳定性的原理。通过把奶瓶底部设计得又宽又重，有效降低了重心。
这就如同不倒翁一样，底部重、重心低让其站立时十分稳定。同理，防倒奶瓶凭借低重心的设计，放在桌上也非常稳固，不容易被碰倒。如此一来，就避免了奶洒出来的情况，既省心又实用。
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生活中，我们会发现台灯不容易被碰倒，这背后其实蕴含着不倒翁原理。台灯的底座很重，就如同不倒翁的重心。
根据“重心越低越稳定”的科学原理，台灯通过加重底座，让重心集中在底部，使得整个台灯变得非常稳固。这样一来，即便受到外力碰撞，它也能保持平衡，不易倾倒。
这种设计既保护了台灯本身，延长其使用寿命，也避免了台灯倒下可能带来的安全隐患，保障了我们的安全。
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大家是否好奇，拳击柱为何总是打不倒？其实，它的秘密就藏在底部。拳击柱通常会在底部装满水或者沙子，这使得底部变得非常重。
就如同我们前面提到的不倒翁原理，底部重、重心低，就能保持平衡和稳定。拳击柱也是如此，无论小朋友怎么用力击打它，它都会摇晃一下，然后又弹回来，就像一个打不倒的巨人。
这种设计不仅增加了拳击训练的趣味性，还让拳击柱更加耐用和安全，能给小朋友带来更好的体验。
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前面我们了解了不少生活中利用不倒翁原理的物品，现在轮到大家亲自动手做一个不倒翁玩具了。这不仅是一项作业，更是一次探索科学奥秘的好机会。首先要选择合适的材料，这很关键，材料选对了，才能做出理想的不倒翁。接着要设计好主体结构，思考如何让重心降低，保证不倒翁能够稳稳站立。动手制作过程中，大家可以充分发挥创造力，享受探索科学的乐趣。
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在探索不倒翁玩具制作时，一种有效的重心设置方法是利用瓶盖和黏土。瓶盖作为基础，能为不倒翁提供一定的稳定性，而黏土则可用来调整重心位置。通过纸卡制作小兔不倒翁的操作视频，我们能直观地看到如何把两者结合，将黏土合理放置在瓶盖内，让小兔不倒翁实现底部重、重心低，从而稳稳站立。
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现在我们再来看看纸卡制作小粽子不倒翁的操作视频，它和小兔子不倒翁的制作原理方式都是一样的，但更加简洁可爱。所以一个科学原理，可以衍生出许多不同的创意哟。
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现在大家都知道制作不倒翁需要设置重心，就是将一个重的物品放置在物品的底部。这个重的物品其实方法有很多，比如这个蛋壳不倒翁，就是利用纸巾和水。这里我们可以通过蛋壳制作不倒翁的操作视频来学习。用纸巾和水进行重心设置，也能让蛋壳不倒翁达到底部重、重心低的效果，从而稳稳站立。
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再来看一种形式完全不同的不倒翁设计，这是一个可以滚来滚去的纸杯子，不倒翁的设计可以让小猫滚来滚去，还能回到原位。通过观看纸杯制作不倒翁的操作视频，我们能直观学习到具体制作方法，看看这次加载的重心物品又是什么呢？
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前面我们了解了儿童牙刷、防倒奶瓶、不倒台灯、拳击柱等物品，它们都有一个共同特点，就是底部重、重心低，所以放置得很稳。这其实蕴含着深刻的科学原理。
“底部重，重心低，放得稳”，这简单的九个字揭示了物体稳定的关键。通过玩转不倒翁这样的小玩具，我们能探秘背后的大科学。科学探索并非遥不可及，它就藏在我们身边的日常物品中。让我们从身边开始，去发现更多科学的奥秘。(共22张PPT)
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不倒翁立起来
苏教版二年级下册
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不倒翁立起来
小苏科科探究不倒翁的秘密还可以借助纸鹦鹉和走钢丝玩具找答案探究
不倒翁“肚子”里装的铁球
是它不倒的原因吗？
思考1：将钢珠换成塑料珠可以吗？
思考2：将钢珠的位置放在头部可以吗？
关键词1
重量
关键词2
位置
立在手指尖的剪纸鹦鹉
会帮助我们找到答案
纸鹦鹉在指尖左右摇晃
最终都会回到直立的位置
这是为什么？
剪纸鹦鹉
请大家拿出准备好的彩色卡纸，跟着老师一起，剪出一只漂亮的纸鹦鹉。
别回形针
试着将一枚回形针别在纸鹦鹉的不同位置（比如头部、身体、翅膀、尾巴），然后把它放在你的手指上，看看能不能让它的脚尖“站立”起来。多尝试几个位置，找到能让它站稳的最佳点。
猜猜看，回形针别到哪个位置可以立起来。
说一说，回形针和不倒翁里的钢珠有什么共同的作用？
会走钢丝的小丑
也会帮助我们找到答案
原理揭秘：不倒的秘密
核心秘密：重心
纸青蛙不倒的关键在于它的“重心”位置。
重心变低
回形针增加了尾部重量，使重心集中在身体下半部分。
稳定原理
重心越低越稳定，倾斜时重心会自动回到最低位置。
这就像我们熟悉的不倒翁一样，
利用“重心越低越稳定”的科学原理
保持平衡！
不倒翁原理的应用发现生活中这些“底部重，重心低”的物品讨论
儿童牙刷
不倒翁设计，超稳！
这款牙刷底部做了加重处理，就像不倒翁一样。无论怎么放置，它都能稳稳地立在桌子上，既卫生又方便，再也不用担心刷头接触桌面啦！
防倒奶瓶
设计奥秘：重心与稳定性
奶瓶底部设计得又宽又重，有效降低了重心。这样放在桌上非常稳定，不容易被碰倒，再也不怕奶洒出来啦！
不倒台灯
为什么台灯不容易倒？
台灯的底座很重，这个底座就像不倒翁的重心一样，让整个台灯非常稳固。这样台灯就不会轻易被碰倒，既保护了台灯，也保护了我们的安全。
为什么打不倒？
拳击柱的秘密藏在底部！通常会装满水或者沙子，让底部变得非常重。
这样，无论小朋友怎么用力打它，它都会摇晃一下，然后又弹回来，像一个打不倒的巨人！
拳 击 柱
做一个不倒翁玩具
选择合适的材料，
设计不倒翁的主体结构，并制作。
作 业
重心设置——瓶盖+黏土
重心设置——瓶盖+黏土
重心设置——纸巾+水
重心设置——电池
底部重，重心低，放得稳
玩转不倒翁，探秘大科学！
科学探索，
从身边开始！
