# 前三个跨学科实践动画重做规格 ## 统一标准 - 先建物理模型，再建器材几何，最后叠加动画、标注和读数。 - 画面采用 2.5D 真实教具风格：器材要有厚度、材质、高光、阴影和结构细节。 - 所有运动部件必须有几何边界，不能穿出容器、管壁、镜筒、阀门或画框。 - 参数改变后必须同步改变画面、公式、读数和状态提示。 - 任何不符合现实的条件必须进入显式失效状态，不能继续画成正常实验。 - 光路、受力、压强箭头属于“解释层”，不能遮挡“现象层”。箭头头部要小，线宽要细，优先放在物体旁边或半透明叠加；必要时使用引线把标注移到空白处。 - 每个可调参数必须有“可见影响验收”：调节后至少改变一个器材几何、一个物理读数、一个现象结果或一个失效状态。不能出现滑块变了但画面主体几乎不变的情况。 - 每个动画必须写清状态机，而不是只写一句物理规律。状态机要包括阶段、部件位置、液面/光线/力的变化、允许和禁止的运动方向。 - 实现前必须先列“错误风险清单”：遮挡、穿模、方向错误、位置错误、控制量无效、状态跳跃、把失效画成正常。 ## 八上 5.5 制作望远镜 教学目标：说明开普勒式望远镜由物镜和目镜组成，物镜先成倒立实像，目镜再把实像放大成虚像，望远镜本质上放大视角。 真实器材结构：远处目标、镜筒、物镜、目镜、主光轴、焦点标记、实像标记和观察眼。凸透镜必须是中间厚、边缘薄的透明玻璃形状，带浅蓝高光，不能用一条竖线代替。 动画分镜： - 远处目标发出近似平行光，光线进入物镜。 - 物镜把平行光会聚到后焦平面附近，形成倒立缩小实像。 - 实像位于目镜前焦点附近时，目镜后方出射近似平行光。 - 目镜后的出射光用实线表示，再向目镜前方画虚线反向延长线，反向延长线的交点就是最终虚像点。 - 画面显示最终视角变大，并给出角放大倍数 `M ≈ f物 / f目`。 光路与标注要求： - 光线必须是连续光路：远处平行光 → 物镜折射后会聚 → 实像点 → 目镜折射后出射，不能断成几段互不关联的线。 - 物镜后到目镜前的光线只能直线传播，不能在到达目镜前无故弯折；实像点只是光线交点，不是第二次折射点。 - 通过目镜后的出射光必须配套画出反向延长线，用这些反向延长线确定最终虚像位置。 - `F物'` 与 `F目` 要单独高亮，默认调焦时显示“两焦点近似重合”，偏离时显示焦点错开距离。 - 光线箭头只放在线段末端或旁侧，箭头头部不得遮挡透镜、焦点和交点。默认箭头头部不超过透镜高度的 1/18。 - 受力或说明箭头不能使用过粗三角形，光路主线优先级高于箭头装饰。 物理约束： - 默认调焦条件为 `L = f物 + f目`。 - 当 `|L - (f物 + f目)| <= 8 mm` 时，认为调焦正常，出射光近似平行。 - 当偏差更大时，出射光改为会聚或发散，并标注“未调焦，不能清晰观察”。 - 物镜实像始终倒立，且实像位置由 `f物` 决定。 验收标准：截图能看出真实凸透镜；拖动三个参数时焦点、实像、出射光、反向延长线、虚像点和角放大倍数同步变化；未调焦状态有明确警告。 参数验收补充：调节 `f物` 必须明显改变物镜焦点、实像位置和角放大倍数；调节 `f目` 必须明显改变目镜焦点、出射光状态和角放大倍数；调节 `L` 必须从清晰调焦过渡到未调焦状态。 ## 八下 9.4 制作简易活塞式抽水机 教学目标：说明抽水机不是把水“吸”上来，而是活塞降低泵内压强，大气压把水压入泵内；两个单向阀保证水只向上运动。 真实器材结构：井水容器、进水管、透明泵缸、活塞、橡胶密封圈、活塞杆、手柄、下单向阀、活塞阀或上单向阀、出水管。 动画分镜： - 初始：泵缸、进水管和井水静止，标出大气压压在井水面上。 - 上拉：活塞上升，泵腔变低压；下阀打开，上阀关闭，水沿进水管进入泵腔。 - 下压：活塞下降，泵腔变高压；下阀关闭，上阀打开，水通过活塞阀进入活塞上方并流向出水口。 - 连续循环：水柱沿管道内部连续上升，不倒流。 腔室液面状态机： - 设定三个水区：井水区、下阀到活塞下方的泵腔区、活塞上方到出水口的排水区。 - 第一次上拉：下阀打开，上阀关闭，水面从下阀下方上升到“下阀与上阀之间的泵腔区”，不能直接跳到出水口。 - 第一次下压：下阀关闭，上阀打开，泵腔区水体被活塞挤压，通过上阀进入“上阀上方排水区”，画面必须显示液体从两阀之间转移到上阀上方。 - 后续上拉：上阀关闭，下阀打开，排水区已有水不能回落；新的水继续进入泵腔区。 - 后续下压：上阀打开，下阀关闭，排水区水位继续上升并最终从出水口流出。 - 任何阶段水都只能穿过打开的阀门，不能穿过关闭的阀门，也不能在管外流动。 物理约束： - 理论最高抽水高度 `hmax = p0 / (ρg)`，水取 `ρ = 1000 kg/m³`。 - 当井水面到泵的高度 `h > hmax` 时，水柱不能到达泵腔，显示“超过大气压可托起高度，抽水失败”。 - 活塞只能在泵缸内运动，不能穿出泵缸；水只能在管道内部流动。 验收标准：上拉和下压时两个阀门状态相反；失效状态不喷水；压力颜色、阀门、箭头和文字解释同步。 参数验收补充：调节行程必须改变活塞上下位置和每次液面转移量；调节井水高度必须改变是否能进入正常抽水状态；调节大气压必须改变 `hmax` 和失效阈值。 ## 八下 10.4 制作微型密度计 教学目标：说明密度计漂浮时 `F浮 = G`，即 `ρ液gV排 = mg`；液体密度越大，所需排开体积越小，密度计浸入越浅。 真实器材结构：透明玻璃容器、液体、液面、密度计细玻璃管、下部配重球泡、刻度线、玻璃高光和吃水线。 动画分镜： - 密度计进入液体并排开液体。 - 到达 `F浮 = G` 的平衡位置。 - 切换酒精、清水、盐水，比较吃水线：酒精最深，清水居中，盐水最浅。 - 标出“上小下大”的刻度原因：密度越大，水面切到密度计杆上越靠下。 受力与标注要求： - 重力箭头从密度计重心附近竖直向下，浮力箭头从排开液体作用的等效中心附近竖直向上，不能随便放在容器角落。 - 箭头要细且半透明，箭头头部不能遮挡吃水线、刻度线或球泡。 - `F浮=G` 时两箭头长度相等；触底失效时 `F浮