物理课-综合实践课跨学科设计活动方案

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虹口漂流

昌吉市第九中学物理课-综合实践课跨学科设计活动方案
学科		物理	年级	开元寺八年级	学期	八下秦始皇兵马俑图片	时间	2021年5月
课题		物理跨学科综合实践课活动指导课——生活中的简单机械
教科书		人教版义务教育教科书《物理》八年级下册
教学人员
		姓名	单位
授课教师		马剑	昌吉市第九中学八年级组物理教师
丽水地图指导教师		马刚贵	昌吉市第九中学七、八年级组综合实践课教师
教学目标
教学目标：（一）知识与技能 1.了解生活中的一些简单机械；亚朵酒店首页2.知道可以利用简单机械实现能量的转化； 3.会组装设计一些简单的机械。（二）过程与方法 1.通过观察简单机械动作时产生的现象，了解其工作原理； 2.通过组装简单好玩的机械，体验创新设计的方法；三亚周边旅游景点3.通过观察、操作简单机械，发现不足之处，并设法进行改进。（三）情感、态度价值观 1.通过观察简单机械动作时产生的有趣现象激发学习热情； 2.在设计制作和体验活动中激发学生通过科技创新改变生活的欲望。 3.从古代机械中发现创造的智慧，增强学生的民族自豪感。教学重点：了解简单机械的应用和设计技巧教学难点：创新设计有趣实用的简单机械
教学过程
时间	教学环节	主要师生活动
	新课引入	同学们好，今天我们将一起学习一节跨学科综合实践活动指导课--生活中的简单机械。机械就是人们为了完成某项任务时所使用的工具，自从人类开始使用工具，就将人类与其它动物区分开来，使人类进入了文明社会。随着机械的发明与使用不仅方便了各种实践活动，也提高了生产效率，如我国古代的桔槔、扇车、水运连磨等，再如现代的各种交通工具、起重设备、生活用具等使人类进入到了社会发展的快车道。这一节课我们就来观察并设计制作几个简单好玩机械，来体验下机械的妙用。
	一、爬行机械人	师：观察生活中的变速自行车，车轴一般都与车轮的圆心同轴，才能保证汽车开动起来平稳运动。就像这辆电动小车，（视频：）前面的两个轮的轴与轮的圆心同轴，后面两轮的轴也与轮的圆心同轴，开动小车后，将其放在水平桌面上，我们可以发观察到，小车平稳向前运动。如果将前轮的车轴折成曲轴，小车又会怎样运动呢？我们将带有曲轴的车轮安装在小车的电动机上，首先将左右两侧的前轮一前一后放置，开启电动机后，请你猜想一下小车将怎样运动？好，请同学们观察小车的运动情况……我们看到小车就像一个自由泳的运动员，轮番挥舞 “前臂”爬行起来，和你想的一样吗？现在我们改变一下前轮，使两个前轮并排安装，将小车放在水平桌面上，还是先请你猜一下，开启电源后小车又将怎样运动呢？好，请同学们观察小车的运动情况……我们可以看到，这一次小车像蛙泳运动员一样，同时向前挥动双臂，使小车一起一伏地向前爬行。通过这样一个有趣的实验，你有什么发现？对，我们可以改变机械的形状就可以改变机械的运动状态。同学们可以看到，当我们改变轮子轴的形状时，小车的运动状态也随之改变，给我们带来了不少的乐趣。同学们也许会问，我们用曲轴改变物体的运动，难道只是为了好玩吗？肯定不只是为了好玩，曲轴结合其它装置可以将一种运动形式转换成多种形式的运动，在实际的机械中有着广泛的应用，如内燃机中曲轴与连杆配合使用，可以将活塞的往复运动转换为飞轮的转动，改换曲轴的角度，还可以实现多个气缸中活塞的联动。请你改变一下小车曲轴的形状，观察小车还可以产生哪些好玩的运动，动手试一试吧！
	二、水能杵米	师：我们通过制作爬行机械人，发现只要改变机械的形状就可以改变机械的运动形式，如果我们将不同的机械组合在一起又会产生怎样的效果呢？请同学们注意观察下面的装置中用到了哪些机械？各起到什么作用？我想同学们已经观察到了，这套装置主要由两部分组成，一部分是可以绕轴转动的一个杠杆，另一部分是在注满水后可以倾覆的容器，人们把它叫做欹器。在杠杆的一端安装了一个锤头，它是用来做什么的呢？同学们请看这幅图，知道这个装置是做什么用的了吗？对，这是古代杵米的机械，用力踩下杠杆的一端另一端的锤头就会抬起，再抬起脚时，锤头落下杵米，这种机械改变了施力方向，给人们的劳作带来了方便。 “欹器”中又有什么奥秘呢？我仿造古代的“欹器”也做了一个，同学们请看，这是一个用塑料瓶自制的 “欹器”，在没有装水时，容器是倾斜的，装入部分水时，容器便可以直立，如果装水过多，水便会全部倾覆，其实“欹器”利用了重心的相关知识，没有装水时，容器重心偏高，容器倾斜，装入部分水后重心降低，容器变能够直立，水加多后重心升高，容器便不能直立，水便会倾泻而下！这就是人们常说的“空则倾、中则正、满则覆”，教育人们：做人既要心中有物，又要谦虚，才能立得正，心中无物就难以立正，自满便会倾覆，不能进步！所以古人常将其摆在经常能够看得见的地方，时时提醒自己，既要努力学习充实自己，还要保持谦虚的态度，不能骄傲自满，做一个中正好学之人！你明白其中的道理了吗？这种装置同学们在游乐场里面也能够见到，它给人们带来了无限的乐趣。矿山的翻斗式煤车也是利用了这一原理。现在我们将“欹器”安装在杵米装置上，带来了哪些方便呢？同学们请看，将“欹器”安装在杵米装置的一端，代替人们用脚踩杠杆，当向“欹器”中注入水时，随着水量增加，重力增大，将锤头抬起，当水量增大到一定程度，“欹器”倾斜将水倒出，锤头落下杵米，然后继续注水，锤头抬起、落下，如此往复便可以不断杵米了。实现了利用水能自动杵米，节约了人力，方便了人们劳作！同学们，通过水能杵米装置的改进，你有什么发现吗？我想你一定发现，将两种简单机械组装在一起，便可以实现提高生产效率的作用。你还能想到将其它机械组合在一起，设计出新的机械码？请你也来设计一个吧！
	三、拉力风车	利用改变机械结构、简单机械组合我们可以创新出更加方便高效的装置，其实我们还可以通过改变施力方式设计出新的机械。大家看，这是古代人们用来分离谷粒和糠皮的机械——扇车，在扇车的扇叶的轴上安装一个曲轴，摇动曲轴，扇叶便可以转动起来。有没有其它方法使扇叶转动呢？下面我们一起来制作一个拉力风车。需要准备的材料有塑料瓶、小木棍、冰糕棒、细线、塑料管。工具主要有电钻、热熔胶、热熔胶。首先用电钻分别在塑料瓶的瓶盖、底部中心位置打一个孔，再在塑料瓶的一侧打一个小孔，在冰糕棒的中心打一个孔。将小木棍一端插入冰糕棒的圆孔中，并用热熔胶粘牢。再将细线从塑料瓶一侧的孔中穿入瓶内，并从瓶口抽出，小木棍从外向内插入瓶盖，并将细绳系在小木棍的中间部位，然后将小木棍插入瓶底的圆孔中，最后将塑料管套在圆木棍的一端，防止木棍脱落。这样一个拉力风车就做好了！咱们来试一试它的效果吧！转动扇叶，让绳子缠在木棍上，然后一只手抓住塑料瓶，另一只手拉动绳子，再松开，一拉一松如此重复动作，观察扇叶的运动。注意观察到什么现象？我们看到扇叶随着手不断拉动绳子，连续转动来了！你也来做一个拉力风车，研究一下扇叶的运动吧！学习制作了拉力风车以后，还有同学设计了这样一个拉力转轮，大家先来看一下拉力转轮的结构，它是由两个塑料瓶盖做成的，在两个塑料瓶盖的圆心两侧的对称位置各打了两个小孔，然后将两个塑料盒盖上的小孔对准后合在一起，最后用一根细绳依次穿过四个小孔，并将绳子的两端系在一起。怎样让它转动起来呢? 用两只手分别拉住绳套的两端，向一个方向甩动盒盖，使两股绳子缠在一起，然后用力向两侧拉动绳子，等盒盖转动起来后，再慢慢想内松绳子、再向外来绳子，如此往复，盒盖变快速转动起来！你还有其它使物体转动起来的方法吗？请你开动脑筋，设计一下并动手制作出来，看一看能不能达到你预期的效果。
	小结	同学们，通过今天的学习我们发现，可通过改变机械的结构来改变机械的运动状态，将不同的机械组合在一起，来提高工作的效率，给我们的工作带来方便，还可以通过改变对机械的施力方式使机械运动起来，从而使机械更加实用方便，改变我们的生活和工作方式。希望同学多观察、敢创新、勤动手创新设计、制作出更多的机械装置，服务于我们的生活和生产，期待你的创新作品！祝同学们学习愉快！