Серия - Простые механизмы
Изучите и осознайте, что эффективность рычага зависит от расположения точки опоры, усилия и нагрузки.
Время занятия: 45-90 мин.
Сложность: начальная
Классы 1-5
Обсуждаем
( 5-10 минут )
Сэм и Салли любят ходить на ярмарку. Есть игра в катапульту, где игроки стреляют в цель, чтобы выиграть призы, набрав больше всего очков. Сэм и Салли любят соревноваться со своими друзьями и семьей!
- Вам нравятся игры, в которых нужно целиться в цель?
- Что вам больше всего нравится в них?
- Какой простой механизм нужен для работы катапульты?
Давайте построим катапульту!
Строим
( 10-15 минут )
1. Сначала соберите модель катапульты C3 и испытайте ее.
Следуйте инструкциям по сборке C, страницы 16–30, шаги 1–16.
Посмотреть инструкцию
Внимание! Это может быть опасно!
Предупреждение.
Будьте осторожны и не позволяйте учащимся направлять катапульту в чье-либо лицо при метании снаряда.
Совет
Положите одну руку на бок катапульты, когда катапультируете резиновую шину. Чтобы избежать риска попадания учеников, убедитесь, что весь класс знает, в каком направлении будет стрелять катапульта.
Смотрим
( 10-15 минут )
2. Подпишите модель; проведите линии от слов к модели.
Load - нагрузка
Pivot - ось вращения
Effort - усилие
какому классу рычага относится катапульта?
Катапульта — это рычаг первого рода, у которого ось вращения расположена между усилием и грузом.
3. Затем внимательно посмотрите на изображения моделей и сравните модель катапульты C3 с моделью катапульты C4.
Подсчитайте, сколько шпилек или отверстий LEGO ® находится на балке рычага от оси до груза в двух моделях.
Что вы заметили? Объясните, чем отличаются две модели.
Учащиеся должны заметить, что, хотя обе катапульты являются рычагами первого рода, длины от груза до оси различаются в модели C3 и модели C4.
4. Далее внимательно посмотрите на фотографии моделей и сделайте прогноз.
Если я сравню модель C3 с моделью C4, то я думаю, что модель катапульты (C3/C4) подбросит шину дальше.
Попросите учащихся обсудить своими словами, какое влияние окажет на катапульты разная длина между грузом и осью вращения. Для прогноза правильным ответом будет модель C4; однако неважно, дадут ли учащиеся правильный или неправильный ответ на данном этапе, важно только то, что они должны сделать прогноз, который можно будет проверить позже. Несмотря на то, что на катапульту будут влиять многие переменные — особенно величина приложенного усилия — модель C4 все равно должна бросить шину дальше, чем C3, потому что балка длиннее от груза до оси вращения в модели C4.
5. Испытание модели катапульты C3.
Попросите учащихся понаблюдать за начальной точкой рычага, включая балку рычага, ось вращения и нагрузку на катапульту. Поощряйте их пробовать больше одного раза, чтобы убедиться, что их наблюдения верны. Учащиеся должны записать свои измерения в рабочий лист.
Примечание.
Если возможно, сохраните образец катапульты модели C3, чтобы учащиеся могли сравнить его с катапультой модели C4.
6. Постройте модель катапульты C4 и испытайте ее.
Следуйте инструкциям по сборке C, страница 32, шаг 1.
Попросите учащихся определить части, пока они пробуют модель. Учащихся следует попросить посчитать, сколько шпилек LEGO ® находится от оси вращения до груза.
Посмотреть инструкцию
7. Тестовая модель катапульты C4.
Поощряйте учащихся пробовать больше одного раза, чтобы убедиться, что их наблюдения верны. Учащиеся должны записывать свои измерения в рабочий лист.
8. Наконец, сделайте вывод и проверьте свой прогноз.
Катапульта модели C4 бросает дальше всего из-за расстояния между шарниром и грузом.
9. Оценка
Учащиеся используют рубрику самооценки для оценки своей работы. Каждая рубрика включает четыре уровня достижений. Цель состоит в том, чтобы помочь учащимся задуматься о том, что они сделали хорошо, а что они могли бы сделать лучше.
Развиваем идею
( 10-15 минут )
Учащимся предлагается придумать игру с правилами, в которую они смогут играть, используя катапульту.
Примечание.
В комплект не входят инструкции по сборке, которые могли бы помочь учащимся на этапе продолжения, за исключением иллюстрированных предложений на рабочем листе для учащихся.
Поощряйте своих учеников обсуждать важность согласования правил игры перед игрой, задавая им такие вопросы:
- Какова цель игры?
- Опишите, что произойдет, если вы промахнетесь.
- Сколько раз вам разрешено делать попытки?
- Опишите, как вы можете выиграть в игре.
- Как вы будете следить за тем, чтобы ваши правила соблюдались?
Ученикам предлагается создать табличку с пояснениями правил и приглашением людей играть в игру.
По желанию
учащимся предлагается нарисовать различные предметы там, где они находят рычаги, используемые в повседневных машинах и механизмах.