資源簡介

(共19張PPT)
5.2 像工程師那樣實踐
第2課時
浙教版七年級上冊
新知導入
工程實踐的一般過程：
新知講解
我們的工程實踐
工程實踐：
制作三球運動演示模型
1.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。
2.設計方案
模擬運動的機械模塊：
①用一個大功率LED燈，配一個圓形乳白色外罩代替太陽（大）、用泡沫大球代替地球（中）和用泡沫小球代替月球（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，可以保證地球模擬陽光的發光模塊
用大功率LED燈可以模擬陽光
材料選擇：木板，太陽，地球，月球小模型
直徑不相同的軸和軸套（大鐵軸配大皮帶輪，小鐵軸配小皮帶輪）
大小不同的兩個皮帶輪及皮帶（兩個皮帶輪直徑的比是12:1）
一些螺絲、螺母等固定件
工具選擇：如鋸子、鉆孔工具等。
齒輪傳動方式：
日地月公轉周期比為12:1
方案3
繪制草圖：
3.實施計劃
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，在較短的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（泡沫中球）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
4.檢驗產品
演示要求在遮光室內進行。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。
三球運動演示模型制作驗收標準：
評價維度 ★ ★★ ★★★
科學原理 三球位置、比例均不合理 三球位置或比例基本合理 三球位置、比例均合理
可靠程度 模型難以正常轉動 模型轉動流暢，偶爾打滑卡頓，但不影響使用 模型轉動流暢，無打滑卡頓現象
制作工藝 模型外形較粗糙 模型外形較為美觀 模型整體美觀、精致
演示效果 無法演示日食和月食 基本可以演示日食和月食，光源有時會被遮擋 可以完美演示日食和月食，光源全程無遮擋。
依照評價量表對模型進行測試并打分，將結果記錄在表中。
三球運動演示模型測試記錄表
組別 科學原理 可靠程度 制作工藝 演示效果
第一組
第二組
第三組
……
5.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，并在原設計草圖中備注。
6.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。
課堂總結
像工程師那樣實踐 （二）
工程實踐的一般過程：
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。
課堂練習
任務：某同學的爺爺年事已高，行動不便。該同學想要設計一款輕便實用的拐杖來幫助爺爺行走。根據任務定義工程問題，分析限制條件，提出驗收標準。
限制條件分析：
質量限制：拐杖要輕便，質量不超過350g。
材質：主體不銹鋼材料或鋁合金材料。
穩定性：拐腳配橡膠防滑腳墊，著地性能好，穩定性佳，安全可靠；高度9檔調節。
外觀設計：必須符合人體工程學原理，握柄舒適，外觀簡潔，易于操作和使用，避免復雜的結構和操作。
驗收標準：
質量：質量不超過350g。
高度調節范圍：能夠在100cm~140cm之間自由調節，并能穩定固定。
穩定性測試：最大承重120kg，防滑系數0.7，在濕滑、不平等等多種常見地面條件下，傾斜角度達到30°時仍能保持穩定，不傾倒。調節輕松便捷。
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