Серия - Простые механизмы
Определите, что колесо и ось — это простые механизмы, в которых может быть обнаружено трение.
Время: 30-45 мин.
Сложность: начинающий
Классы 1-5
Обсуждаем
( 5-10 минут )
Сэм и Салли любят ходить на ярмарку. Им нравится гонять на картинге. Также весело просто кататься, махая рукой друзьям и семье, но им нужно внимательно следить за трассой — не все картинги так легко управляются.
Вы пробовали управлять картингом?
Что вам больше всего нравится в картингах?
Какая простая машина нужна, чтобы картинг двигался и поворачивал?
Давайте построим картинг!
Строим
( 10-15 минут )
1. Сначала соберите модель Go-Cart B5 и управляйте ею.
Следуйте инструкциям по сборке B, страницы 22–30, шаги 1–13.
Когда модель Go-Cart B5 будет построена, проверьте следующее:
При необходимости учащиеся должны знать, как трение (см. раздел «Глоссарий») может влиять на движение. Если колеса слишком сильно вдавлены в корпус модели, они не смогут свободно вращаться.
Убедитесь, что Сэм или Салли надежно закреплены.
Посмотреть инструкцию
Совет
При тестировании картинга используйте обе руки, чтобы удерживать все четыре колеса на трассе. Положите одну руку на заднюю часть картинга, а другую на руль.
__________________________________________________________________________________________
Смотрим
( 10-15 минут )
2. Отметьте, какой тип оси используется для переднего комплекта колес.
3. Затем внимательно посмотрите на изображения моделей и сравните Go-Cart Model B5 с Go-Cart Model B6.
Обведите то, что отличается.
Что вы заметили? Объясните, чем отличаются модели.
Учащиеся должны заметить разницу в осях, используемых для переднего набора колес. Модель B5 использует одну ось, а модель B6 использует отдельные оси.
4. Затем внимательно посмотрите на изображения моделей и сделайте прогноз.
Если я сравню модель B5 с моделью B6, то я думаю, что модель Go-Cart (B5/B6) будет легче в управлении.
Попросите учащихся обсудить своими словами, какое влияние различные оси окажут на картинги. Для прогноза правильным ответом будет модель B6; однако неважно, дадут ли учащиеся правильный или неправильный ответ на данном этапе, важно лишь то, что они должны сделать прогноз, который можно будет проверить позже.
5. Испытайте модель Go-Cart B5.
Учащиеся наблюдают и проверяют, насколько легко им управлять моделью по прямой и на крутом повороте. Поощряйте их пробовать больше одного раза, чтобы убедиться в правильности своих наблюдений.
Учащиеся заметят, что моделью Go-Cart B5 очень легко управлять при движении по прямой. Однако они также заметят, что управлять ею на крутых поворотах или зигзагом сложно, так как колеса не могут вращаться с разной скоростью. Одно колесо всегда будет скользить при повороте на повороте. Учащиеся должны записать свои ответы в таблицу.
Примечание.
Если возможно, сохраните образец Go-Cart Model B5, чтобы учащиеся могли сравнить его с Go-Cart Model B6.
6. Постройте модель Go-Cart B6 и управляйте ею.
Следуйте инструкциям по сборке B, страницы 32–40, шаги 1–13.
Поощряйте учащихся определять части, пока они испытывают модель.
Посмотреть инструкцию
7. Тестовая модель Go-Cart B6.
Учащиеся наблюдают и проверяют, насколько легко им управлять моделью по прямой и по крутому углу. Поощряйте их пробовать больше одного раза, чтобы убедиться в правильности своих наблюдений.
Учащиеся заметят, что Go-Cart Model B6 очень легко управлять, как при движении по прямой, так и при движении по зигзагообразным траекториям с крутыми поворотами. Раздельные оси позволяют колесам вращаться с разной скоростью. Учащиеся должны записать свои ответы в таблицу.
8. Наконец, сделайте вывод и проверьте свой прогноз.
Модель Go-Cart B6 поворачивает легче из-за использования отдельных осей.
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 )
Студентам предлагается построить испытательный трек и исследовать движения картингов. Студентам также предлагается перестроить картинг, например, исследуя эффект использования отдельных осей для заднего комплекта колес или использования разных колес. Они должны записать свои наблюдения.
Примечание.
В комплект не входят инструкции по сборке, которые могли бы помочь учащимся на этапе продолжения.
Поощряйте студентов обсуждать своими словами влияние различных колес и осей на картинги, задавая им такие вопросы:
Опишите, что произошло, когда вы попытались управлять картингом.
Насколько легко/сложно было управлять на испытательном треке? Как вы думаете, почему?
Опишите, как работает модель.
Что вы сделали, чтобы убедиться, что ваши наблюдения верны?
Предлагается, чтобы студенты рисовали различные предметы там, где они находят колеса и оси, используемые в повседневных машинах и механизмах.
Дополнительно
С более продвинутыми учениками вы можете рассмотреть возможность введения колес в качестве роликов или изучения колеса и оси в качестве лебедки. Колеса не обязательно должны катиться по земле, чтобы быть эффективными; роликовые конвейеры используют колеса для легкого перемещения объектов. В лебедке колесо — это круговая траектория, прочерченная в воздухе рукояткой.