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用竹竿和带子制作一个向外延伸的杆状模型,通过讨论,总结出对制作不同大小模型的方法与过程等问题的认识与体会。
材料准备
4到5人为1组,每组需准备如下材料:
3~5根长度120厘米左右的竹竿
1卷2厘米左右宽的胶带纸
150厘米左右长的带子
1把小刀
2~5个直径2~4厘米、高度4~6厘米,大小一致的塑料小药瓶,把它们装满沙子。
制作步骤
熟悉材料,了解其特点。
讲述规则:在任何2根竹竿间的连接点上,只能绑2处胶带;如果连接的竹竿构成1条直线,那么这2根竹竿相互接触的点只能有2个。
把学生们制作的模型拍摄下来或者画下来。然后拆掉模型,以便在下一节活动中能继续使用。
在进行下一活动之前,介绍悬臂模型的知识。悬臂,就是1根从1个固定点延伸出去的梁或其他类似结构。例如旗杆、树枝和阳台上延伸出去的晾衣杆等。
根据学生的年龄及经验从以下问题中进行选择提问:
用这3~5根竹竿制作的模型能延伸出去多远?
能做出一个延伸出去3米多的悬臂模型吗?
如果延伸出去的悬臂模型长度为2米多,如何让这个模型更结实?
能否制作一个2.7米长的悬臂模型,悬空的那一端还能挂住1个装满沙子的小药瓶?
进行课堂讨论,对可能产生的问题提出解决方案。
开始模型制作。对于在制作过程中可能遇到的一侧弯曲或扭曲问题提出解决方案。承重检查及测试。提问:
这个模型承受多大的重量就会垮掉呢?
在用装满沙子的小药瓶挂在模型上进行承重测试的时候,这个小药瓶悬挂的位置是否重要?
重量都悬挂在一个点上,或整个重量都分散开了,哪种情况模型更容易垮掉?
预测一下模型的薄弱环节在哪里。如果这个薄弱点得到了强化,是否还有其他的薄弱点呢?
讨论大小模型的异同点。
小贴士
在制作比较大的模型结构时,学生们更容易发现一些物理学的原理,例如,三角形是最稳定的结构,结构中的对角线在维护稳定性方面的作用,拉力与压力,扭矩的效果等。在制作过程中,常常很难维持模型结构的平衡与稳定性,在解决这些问题的过程中,学生们就能发现这些模型结构的优缺点。
材料的重量与强度对这种大型模型也会产生影响。在制作过程中,重量的增长速度会超过强度的增长速度,所以模型越大就越不牢靠。物体的重心会快速远离物体的支撑点,产生很大的扭矩,使模型更容易扭曲或垮塌。
材料准备
4到5人为1组,每组需准备如下材料:
3~5根长度120厘米左右的竹竿
1卷2厘米左右宽的胶带纸
150厘米左右长的带子
1把小刀
2~5个直径2~4厘米、高度4~6厘米,大小一致的塑料小药瓶,把它们装满沙子。
制作步骤
熟悉材料,了解其特点。
讲述规则:在任何2根竹竿间的连接点上,只能绑2处胶带;如果连接的竹竿构成1条直线,那么这2根竹竿相互接触的点只能有2个。
把学生们制作的模型拍摄下来或者画下来。然后拆掉模型,以便在下一节活动中能继续使用。
在进行下一活动之前,介绍悬臂模型的知识。悬臂,就是1根从1个固定点延伸出去的梁或其他类似结构。例如旗杆、树枝和阳台上延伸出去的晾衣杆等。
根据学生的年龄及经验从以下问题中进行选择提问:
用这3~5根竹竿制作的模型能延伸出去多远?
能做出一个延伸出去3米多的悬臂模型吗?
如果延伸出去的悬臂模型长度为2米多,如何让这个模型更结实?
能否制作一个2.7米长的悬臂模型,悬空的那一端还能挂住1个装满沙子的小药瓶?
进行课堂讨论,对可能产生的问题提出解决方案。
开始模型制作。对于在制作过程中可能遇到的一侧弯曲或扭曲问题提出解决方案。承重检查及测试。提问:
这个模型承受多大的重量就会垮掉呢?
在用装满沙子的小药瓶挂在模型上进行承重测试的时候,这个小药瓶悬挂的位置是否重要?
重量都悬挂在一个点上,或整个重量都分散开了,哪种情况模型更容易垮掉?
预测一下模型的薄弱环节在哪里。如果这个薄弱点得到了强化,是否还有其他的薄弱点呢?
讨论大小模型的异同点。
小贴士
在制作比较大的模型结构时,学生们更容易发现一些物理学的原理,例如,三角形是最稳定的结构,结构中的对角线在维护稳定性方面的作用,拉力与压力,扭矩的效果等。在制作过程中,常常很难维持模型结构的平衡与稳定性,在解决这些问题的过程中,学生们就能发现这些模型结构的优缺点。
材料的重量与强度对这种大型模型也会产生影响。在制作过程中,重量的增长速度会超过强度的增长速度,所以模型越大就越不牢靠。物体的重心会快速远离物体的支撑点,产生很大的扭矩,使模型更容易扭曲或垮塌。