进入深度

浮便船

你需要什么

材料

  • 漂浮的几个物体,几个下沉(例如,木材块,塑料,硬币,垫圈)
  • 烧杯(或其他容器)的水
  • 建造笛卡尔潜水员的材料(空苏打水瓶,滴管/移液管)
  • 粘土
  • 铝箔
  • 工艺(张开尖头)棍棒
  • 牙签
  • 稻草
  • 磁带
  • 胶水
  • 小群众(例如硬币,垫圈,钉子,豆类)
  • 秤/余额
  • 用于水的几个水槽或容器
  • 统治者
浮便船©2014 Clipart.com.

目的

设计和构建一艘考虑因素,如浮力,材料的性质和设计约束等因素。


语境

在本课程中,学生将设计并建造出铝箔和其他一些简单材料的船。然后将通过将它们漂浮在水池或水槽中来测试船,然后在水槽中加入质量。虽然学生可能无法表达它,但他们将直观地开始了解船舶设计所需的科学法,即浮力和阿基米德原则。它们还将探索可能为船只工作的船舶和施工技术的形状。

“研究表明,一些高中生认为科学家和工程师更能做关于与科学技术有关的公共问题的决定,而不是公众。”(科学素养基准p。335.。)设计解决方案的经验将帮助学生觉得更加舒适地制定与技术相关的决策。本课程建立在“没有完美的设计”的想法上。在一个方面最合适的设计可能是劣质的。“(科学素养基准p。55.。)

物质基准标识的3-5结构的介绍论文,“物体和材料可以通过更复杂的性能传导的热电和电力,浮力,磁铁的反应来描述,溶解性和透明度。”本课程的励志活动解决了该陈述。虽然不是课程的主要关注点,但学生应该对浮力概念的基本了解,作为完成本课程的先决条件。因此,本课程应遵循一些关于浮力的指令。在完成这些活动后,其他活动也有助于加强概念。(参见一些建议的扩展。)


动机

它会沉没还是浮动?
为此介绍,收集几个沉没的对象,为每组学生漂浮。推荐的材料包括木材,塑料,硬币和垫圈的块。

将班级分成小组,分布物体和水烧杯。让每个组预测哪些对象将浮动,它会沉没。然后让它们将每个物体放在水中以测试他们的预测。然后,学生们应该描述下沉的对象的属性以及浮动物体的属性。引导学生描述每个物体的浮力。

接下来,向学生展示一个“笛卡尔潜水员”。要建立一个,您只需要一个空苏打瓶(卸下标签)和滴管或移液管。用水将苏打瓶填充到顶部。将水吸入滴管,直到它大约半满,并将其放入苏打瓶中。滴管应该漂浮。(如果它沉入过,你需要从滴管中删除一些水。)将盖子放在瓶子上。当你挤出瓶子时,滴管应该下沉。(如果它没有下沉,则需要向滴管的内部添加一点水。)当瓶子被挤压时,滴管踩在瓶子上施加在瓶子上的压力通过水转移并压缩滴管的灯泡时。这在滴管内汲取了更多的水并增加了其质量(并因此增加了其密度)。当压力被释放时,水被迫从滴管中脱离,并且再次漂浮。

让学生试图弄清楚为什么软糖潜水员漂浮和水槽。一定要引领解释滴管浮力的变化。滴管取代了固定量的水;因此,浮力是固定的。当水被加入滴管时,重量比浮力和水槽更多。当除去水时,它的重量少于浮力和浮子。


发展

首先向学生解释,他们将在船上竞争中竞争。目标是建造铝箔船,该铝箔船将支持最大的铝箔船。但是,为了建造船只,他们必须使用并理解科学浮力的科学规律。

浮力是让事情漂浮的向上力。浮力等于船移位的水的重量。审查浮力,让学生探索浮力基础知识,在新星在线网站上。讨论图表并确保学生理解水分的重量等于木材的重量。

一旦学生了解科学浮力的科学原则,他们必须考虑在设计船上时将考虑的一些工程原则。对于上部学生来说,这些将是简单的原则,如整体尺寸和形状。您可以让学生尝试一块粘土,模塑它以确定将浮动最长的形状。学生应该开始制定自己的密度思想,尽管该等级的特定术语太复杂。例如,学生应该意识到粘土(和沉重的东西,通常)将沉入除非以某种方式(例如,像船一样)。他们还应该开始理解这一点的原因是“空的空间”形状。


最终的考虑是材料的性质和可能使用的设计技术。给每队船厂家一小块铝箔(10英寸的方形足够),两个牙签,工艺棒,稻草,一些胶水和一些胶带。让学生充足的时间来试验这些材料,并让他们回答这些问题:

  • 铝箔会发生什么如果它反复折叠?
  • 胶水和/或胶带粘在铝箔上吗?
  • 牙签和工艺棍子如何用于支撑水中的箔?

现在,分发学生页面浮便船和该页面上列出的材料。确保学生明白他们只能获得一块铝箔来制造船。如果它撕裂或拿一个洞,他们必须找到一种修复它的方法。只有一片箔的理由是加强了他们正在使用的材料存在局限性的想法,并且并非所有的尝试都会成功地鉴于这些材料的限制。这将使学生们一到两个45分钟的时间来建造船只。一旦构建,他们就准备好了沉没。


对于竞争,每艘船应在游泳池或水槽中漂浮。(如果您在池中这样做,您将需要一些志愿者从底部检索沉没的船只。确保您的志愿者轻轻地在游泳池中移动。海浪将在其他船上造成严重破坏。)每个团队都应该慢慢仔细地加入群众到他们的船只直到他们下沉。最后一个批量添加,最后将船放在下面的那个,以及剩下的群体总计。持有最多质量的船是赢家。


评估

该项目的评估应基于船的设计。学生的设计有多好,反映了他们了解的科学法(浮力),工程原则,材料性质以及施工技术的学习?学生页面上的分析问题也可以作为整体评估的一部分。


延期

您可以通过使用Science NetLinks课程来扩展本课程中的想法,意甲赞助商万博工程解决方案有些学生探讨了技术的副作用,以及设计,实施和评估与废物处理问题有关的解决方案。


救生衣如何工作:浮力在使用救生衣的背景下提供有关浮力的更多信息。


你发现这个资源有用吗?

课程细节

成绩 主题 类型 项目2061基准
manbetx注册与登录