資源簡介

微信公眾號“勝哥課程”
2024 新版科學七上 5.2 像工程師那樣實踐 2
1.“勝哥”打算用舊手機設計一款個性化的小夜智能燈，有人給“勝哥”提了建議，下列不
合理的是( )
A.改進設計方案時，要分析和梳理問題、反思交流
B.明確問題時調查使用者的需求
C.制作過程中，若發現問題，要經過小組研討和交流再進行處理
D.制作過程中，所有成員的意見都要記錄，不用進行篩選
2.如圖所示為木料抗彎強度實驗。木料在懸掛重物后向下彎曲，
測得木料 M 的下彎距離為 3mm，木料 N 的下彎距離為 7mm。
從結構穩固角度考慮，下列板凳設計方案中，合理的是( )
A.木料 M 制作 B.木料 M 制作 C.木料 N 制作 D.木料 N 制作
3.以下為某校學習小組進行“自制簡易溫度計”
的項目化學習的部分環節，請完成下列問題：
任務：利用生活中的器材設計并制作簡易溫度計。
器材：帶塞子的玻璃瓶、足夠長的細管、硬紙板、
雙面膠、紅墨水、記號筆等。
( 1 )該小組設計的簡易溫度計如圖甲所示，同學
們發現該溫度計剛放入沸水中，吸管內的紅墨水
就 溢出了吸 管上端 ，請 分析此現 象的原
因 ；
(2)經過討論及咨詢，該小組根據“勝哥”的指導性建議對方案進行了改進，如圖乙所示，
在玻璃瓶中裝滿液體，塞上瓶塞，將細管插入瓶塞。但是對于玻璃瓶的選擇，同學們有不同
的觀點：
觀點 1：應使用容積為 10 毫升的玻璃瓶。
觀點 2：應使用容積為 50 毫升的玻璃瓶。
從能使實驗現象更明顯的角度考慮，應選擇 毫升玻璃瓶;
(3 )接著根據液體的熱脹冷縮標出刻度。
①標注 100℃刻度：將簡易溫度計置于沸水中，待液柱穩定后在硬紙上標出刻度; .
②標注 0℃刻度： ，待液柱穩定后在硬紙上標出刻度;
③量出 0 ℃和 100 ℃的距離是 20 厘米,在 0℃和 100 ℃之間進行 40 等分,標定剩余刻度;
(4)評價：用自制簡易溫度計測量 40℃的溫水，顯示細管中液面在距離 0℃刻度 7.5 厘米處。
根據以下評價表，請評價此簡易溫度計屬于哪一等級并簡 要說明原因 ；
評價等級 優秀 良好 合格
溫度計的準確性 誤差在±1℃以內 誤差在±2℃以內 誤差在±3℃內
(5)為了使短時間內實驗效果更加明顯，組內成員建議用煤油代替水，請簡述此改進措施的
理論依據： 。
微信公眾號“勝哥課程” 1
微信公眾號“勝哥課程”
答案
1.D 2.A
3. 玻璃瓶中有空氣，空氣受熱膨脹比液體大
50
將簡易溫度計置于冰水混合物中
合格
煤油比水升溫快 （初二學生答法：煤油的比熱容小，溫度升高快）
微信公眾號“勝哥課程” 2(共24張PPT)
第2課時 工程實踐
第2節 像工程師那樣實踐
二、我們的工程實踐
讓我們根據工程實踐的一般過程，選擇合適的材料，制作太陽、地球和月球的三球運動演示模型。
制作三球運動演示模型
明確問題
任務：設計制作三球運動演示模型，能夠演示日食和月食的成因。
限制條件：材料包括木板、地球模型、月球模型、LED燈、刻度尺等，工具包括鋸子、砂紙等。
驗收標準：
三球運動演示模型制作驗收標準
設計方案
三球運動演示模型具體可以分為兩大模塊，分別是模擬運動的機械模塊、模擬陽光的發光模塊。
1. 分析問題。
（1）太陽、地球和月球三者應該如何放置？尺寸大小應該如何選擇？
答：太陽、地球和月球大致在同一水平面上， 使黃白交角為5度左右。地球可繞太陽轉動，月球可繞地球轉動。
日地月直徑約400∶4∶1。因為受空間及產品大小的限制，太陽的比例較難達到，可視情況而定。
（2）模型的動力如何提供？
2.設計方案
(1)用一個大功率LED燈，配一個圓形乳白色外罩表示太陽(大)、用地球模型表示地球(中)和用月球模型表示月球(小)，地球可繞太陽轉動，月球可繞地球轉動。 (2)模型的動力利用手動、皮帶輪和皮帶配合完成。(3)機械裝置中太陽下面的大皮帶輪直徑是帶動月球轉動的小皮帶輪的12倍，可以保證地球繞太陽運動1圈時，月球繞地球運動12圈。用大功率LED燈模擬陽光。改進完善
手動轉動可以改成電動機、電池和齒輪自動轉動，運行更平穩。
答：動力可手動或電動。
并用齒輪或皮帶傳遞動力。
（3）什么樣的裝置可以模擬陽光？
（4）機械裝置中常用齒輪或皮帶實現動力的傳遞，地球繞太陽運動1 圈時，月球繞地球運動12 圈。如何保證上述運動關系？
答：用一個大功率LED燈，配一個圓形乳白色外罩表示太陽
答：太陽下面的大皮帶輪直徑是帶動月球轉動的小皮帶輪的12倍，可以保證地球繞太陽運動1圈時，月球繞地球運動12圈。如果用齒輪傳遞動力，那么齒輪比達到12∶1就能達到同等效果。
2. 材料和工具的選擇。
3. 設計方案并繪制草圖。
實施計劃
按照設計方案制作演示模型，記錄實施過程中遇到的困難以及解決的方法。
注意操作規范
危險！
1.按照草圖中的尺寸,用鋸子把木板鋸成長度和寬度各不相同的長木條。（注意：使用鋸子和鉆孔機時注意安全）
2.用鉆孔機在較長木條的左右兩端和中間偏右的位置鉆3個孔，在較短木條的兩端各鉆一個孔,較寬的木條的中間鉆一個孔。（注意：孔的大小和軸的大小相同,較寬木條的中間孔和較長木條中間偏右的孔徑相同，其余的孔徑相同）
3.按照下圖，用螺絲把底座安裝好。
4.將一個大皮帶輪用大鐵軸套固定在較寬木條中心的大鐵軸上，再把較長木條中間偏右的孔插上，軸上端固定太陽模型。（注意：大皮帶輪上下都要用軸套固定,與上下木條之間要留有空隙）
5.較長木條左側的孔中插入小鐵軸,軸的下面裝一個小皮帶輪，上面依次固定較短木條和地球（泡沫大球）模型，較短木條的另一端固定月球（泡沫小球）模型，調整軸的高度,使月球中心與地球中心相平。
6.在大、小皮帶輪上掛上松緊合適的皮帶,推動右側的軸,使較長木條帶動地球繞太陽轉動,同時小皮帶輪帶動月球繞地球旋轉,如圖所示
檢驗作品
依照評價量表對模型進行測試并打分，將結果記錄在表中。
用手連續推動右側的軸,地球繞太陽公轉,月球繞地球旋轉,當地球運行到太陽與月球之間時，則形成月食;當月球運行到太陽與地球之間時,則形成日食。
改進完善
根據測試結果，現在的三球運動演示模型還可以如何改進？與組員討論，并在原設計草圖中標注。
發布成果
通過繪制畫報、呈現實物或產品發布會的形式發布三球運動演示模型制作成果。
工程實踐的過程并非一蹴而就，在工程設計時要不斷地發現問題、尋找原因并迭代改進，直至符合工程驗收標準。在一些重大工程的建造中，工程設計尤為關鍵，要考慮各種因素、權衡工程的影響，以確保工程建造順利進行。
像工程師那樣實踐
工程設計
的過程
工程設計
的要求
能夠提前預估現實需求和未來可能出現的問題,減少資源浪費，降低施工成本，保證工程安全穩定并延長工程使用壽命。
明確問題→設計方案→實施方案→檢驗產品→改進完善→發布成果
1.如果你在制作設計三球儀的過程中發現原來的設計有問題，那么應該（ ）
A.直接放棄建造
B.仍按原設計建造
C.根據工程實際，不用修改設計圖直接改進
D.對原設計圖進行修改，再按新的設計圖制作
D
2.地球公轉與月球公轉周期之比約為 ，日地距離和地月距離之比約為 ，日地月三球直徑比約為 。
3.發生日食時，日、地、月三球的位置關系是 在中間； 發生月食時，則是 在中間。
12 : 1
400:1
400:4:1
月球
地球
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