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重力推出移动

你需要的东西

材料

  • 6个豆袋(或其他不易碎的物品)
  • 铅笔
  • 胶带
重力推出移动

目的

探索地球和月球的引力如何影响发射到太空的火箭的路径。


上下文

我们通常知道的两种力是引力和电磁。这节课的重点是前者。宇宙中所有物体都对其他物体施加引力,本课的重点将主要是地球的引力,以及力和物体运动如何变化。

到目前为止,学生将以非常一般的方式和不使用科学语言学习力量和运动的经验。他们会知道推动和拉动物体会改变它的移动方式,除非有些东西拿起来改变它的动作,“地球附近的东西落在地上”。“(科学素养的基准,p。94.)。

本课程将从介绍力量开始。虽然学生知道,例如,推动和拉动移动事物,但重要的是,他们意识到如何应用掌握力和定义。他们将通过语义和理解的运动,速度,发射点和推力来构建这些知识,以及这些事物如何与武力有关。

在这个时代,学生也将准备探索和“......为自己锻炼身体之间的一些一般关系......”(科学素养的基准,p。89.)。本课的重点将集中在一款科学应用程序上,学生们将扮演太空飞行员的角色,参与各种困难的任务,这些任务要求他们克服重力,与一个或多个空间站对接。学生可以控制火箭的发射点和推力,当他们改变这些设置时应该看到两者之间的关系。

研究表明,小学生通常不理解重力是一种力。他们认为物体下落的现象是“自然的”,不需要进一步解释。虽然这节课会指出,物体的下落是由于万有引力,或者它们被拉向地球,但它不会深入太多的讨论。重力的概念,以及所有物体对所有其他物体的拉力,是一个将在以后的年级更好地探索的概念。研究还指出,学生可能没有意识到地球引力的大小。虽然在讨论中会提到这一点,但这个年龄的学生可能还没有足够的基础认识来理解这个数量级。(科学素养的基准,340页。)。


提前计划

注意:对于你自己的评论,你可能想要阅读的文章所有美国人的科学,在4B, 4F和4G下。这些文章可以为你在整个课程中进一步讨论提供思路。

Gravity Launch应用适用于Android操作系统和iOS 10.3.3及更早版本。


动机

通过做一个可以帮助您覆盖重力是一种依赖质量和距离的概念来启动这一课程;这种质量与重量不同,而是弥补了东西的东西;而且重量也是一种力量。重要的是你决定学生是否对力量,运动等有很好的理解。

要做到这一点,站在教室前面,把一个豆袋扔到地板上。问学生:

  • 为什么豆袋掉到地上了?
    (如果学生认为事情只是“自然”的堕落,这是一个误解,你需要花更多的时间在这个问题上。他们应该理解它由于“重力的力量”而落到地板上。如果他们没有使用词力量,问他们重力是什么。)
  • 地球是否必须触摸一些东西来拉动它?当它被地球拉动时,一切都落到了地上吗?
    (两个问题的答案都是否定的。那么地球的大气层呢?月球或绕地球运行的物体呢?地球并没有把所有东西都拉向地面,所以这里的重点是地球在周期内拉动物体。)
  • 当外力作用于某物时会发生什么?
    (这个问题是为了使施加在某物上的力产生运动。学生们可能会说“坠落”,因为你们一直在讨论重力。如果是这样,推一把椅子,说你刚刚对椅子施加了一个力。发生了什么事?)
  • 如果我更用力地推椅子会怎样?
    (椅子会移动得更快或更远。)
  • 重量和重力有什么关系?
    (重量是一种力,其强度取决于重力的强度。你可以给出比地球的重力减少六倍的月亮的例子。学生将在月球上只体重1/6。)
  • 距离和重力有什么关系?
    (如果两件东西相距越远,吸引力就会越小。)
  • 你能定义一下力量吗?
    (试着让学生们从最广泛的意义上给力下定义,基本上就是力引起运动。但不要忽视更具体的答案,比如力拉物体或推物体。)

这一次,把豆袋稍微抛向空中,然后让它落在地上。问学生:

  • 豆袋掉到地上的方式和上次一样吗?为什么或为什么不?
    (学生可能会说不,这是正确的,但确保他们理解强迫将它推到空中,并将其拉到地上。)
  • 如果在折腾豆袋中使用了更多的力量,你会发生什么?如果角度恰到好处,它会足够快吗?
    (学生应该意识到它会更远。)


发展

在这部分课程中,学生将使用重力启动应用程序是一家可用于iPad和基于Android的平板电脑的科学应用程序,其中他们将火箭送到一个或多个空间站。他们将学习重力的力量如何将物体拉向地球和月亮,并使用不同的推力和发射点设置来学习这些设置如何改变火箭的运动。

首先打印出来并给学生重力推出移动学生表。然后,他们将使用重力推出移动该表格包括如何玩游戏的说明,以及一些关于重力的更多信息。每个任务不只有一个设置。(你可能想要两个人一组在这个应用程序上工作。一个学生可以设置,而另一个学生可以写下观察结果。确保学生关掉电脑。)

在学生开始游戏之前,他们应该探索关于重力部分。一旦通过该部分,他们就会与他们讨论这些问题:

  • 物体的大小如何影响其引力?
    (物体越大,引力就越强。)
  • 物体之间的距离如何影响重力对它们的作用?
    你离一个物体越近,它对你的引力就越大。)
  • 火箭发动机叫做的力是什么?
    (这叫做推力。)
  • 在轨道上绕什么是什么意思?
    (它的意思是绕着另一个物体转一圈又一圈。)

我们建议学生从“进入轨道”开始,然后是“登陆月球”游戏,以熟悉推力和发射点刻度盘。

由于这是一个答案驱动的活动,我们建议您密切监视您的学生,因为他们玩这个游戏。要把推力和发射点的数字弄对需要一点时间。我们还建议你在用户使用应用程序时直接向他们提问,以确保他们理解自己想要实现的目标,更重要的是,启动点和推力如何帮助实现目标。

请查阅重力推出移动教师表的一些正确的推力和发射点设置的游戏在每个任务的应用程序。

给学生十分钟做第一次发射。这需要大量的时间,但是除非他们对设置进行了系统性的设置,否则可能会花费这么长时间。以下是你可能想在比赛期间和赛后讨论的问题。这些问题不在表格上:

  • 有人把他们的火箭飞船拉回地球准备坠毁吗?
    (这可能发生在一些学生身上,因为任何对于游戏都太低的推力设置没有足够的力量来让火箭船足够远离地球。)
  • 为什么你认为这是这样的?
    (如果火箭飞船没有足够的推力或力,它就会上升,然后又会下降。在这里你可以讨论需要多大的推力/力才能超越引力。)
  • 有人的火箭飞船在月球上坠毁了吗?
    (这也可能发生在一些学生,如果推力仍然没有足够的力量来克服月亮的重力。)
  • 有没有人观察到地球或月球正在把火箭船拉向它?它改变了火箭飞船的运动吗?
    (学生可能已经注意到月亮对火箭船的路径有影响。讨论这种拉/力也改变了物体的运动。)
  • 您是否必须使用不同的策略来使火箭队到两个或更多的空间站,而不是一个?
    (答案可能会有所不同。鼓励学生解释他们的答案。)
  • 在高级任务中,月球的运动如何影响你选择的推力和发射点设置?
    (答案可能会有所不同。鼓励学生解释他们的答案。)

在学生完成互动后问以下问题:

  • 你认为火箭飞船的推力是多少?
    (基本上,你要确保学生理解当一个物体移动时,一个力使它移动,而推力所施加的力足以使火箭离开地面。)
  • 发射点和推力与物体的运动有什么关系?
    讨论一下这些事情是如何改变运动的。发射点还可以与重力一起工作,也可以与重力一起工作,因为它有助于瞄准火箭飞船。)
  • 在简单的第一场比赛中,你被要求输入一定的推力和发射点,你观察到了什么?
    (这是火箭飞船多次进入绕地球和月球轨道的演示。讨论它的轨道是由于地球和月球的引力,实际上是在“下落”。它移动的速度是由推力和拉力决定的。)


评估

评估将回到你在课程开始时所展示的内容,只是这一次,学生们将进行抛豆袋和相互解释。

将您的班级分为五个或六个组,并为每组豆袋和两件遮蔽胶带。每组需要足够的空间来折腾大约五英尺的袋子。天气允许,外面也是一种选择。

学生应该遵循他们的指示豆袋扔学生们要在纸上做一个目标,并玩不同角度和速度的豆袋来击中目标。他们也被要求写下他们的观察结果,这是你将用来确定他们在这一课中学到什么。

观察部分应以某种方式包含这些观察结果:

  • 豆袋被地心引力拉向地球;
  • 地球不需要触碰豆子袋就能把它们拉下来;和
  • 这种袋子如何抛出,意味速度或方向的不同变化是由人臂的力引起的。


扩展

关于另一节探索重力的课程,请参阅科学网络链接课程,意甲赞助商万博下降


下降的重力是一个科学意甲赞助商万博网行链接兽医活动,允许学生做一些实验并对测试进行重力。


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课程详细信息

成绩 主题 类型 2061项目的基准 国家科学标准
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