制作杆状模型

来源:用户上传      作者: 本刊编辑部

　　用竹竿和带子制作一个向外延伸的杆状模型，通过讨论，总结出对制作不同大小模型的方法与过程等问题的认识与体会。
　　
　　材料准备
　　4到5人为1组，每组需准备如下材料：
　　3～5根长度120厘米左右的竹竿
　　1卷2厘米左右宽的胶带纸
　　150厘米左右长的带子
　　1把小刀
　　2～5个直径2～4厘米、高度4～6厘米，大小一致的塑料小药瓶，把它们装满沙子。
　　制作步骤
　　熟悉材料，了解其特点。
　　讲述规则：在任何2根竹竿间的连接点上，只能绑2处胶带；如果连接的竹竿构成1条直线，那么这2根竹竿相互接触的点只能有2个。
　　把学生们制作的模型拍摄下来或者画下来。然后拆掉模型，以便在下一节活动中能继续使用。
　　在进行下一活动之前，介绍悬臂模型的知识。悬臂，就是1根从1个固定点延伸出去的梁或其他类似结构。例如旗杆、树枝和阳台上延伸出去的晾衣杆等。
　　根据学生的年龄及经验从以下问题中进行选择提问：
　　用这3～5根竹竿制作的模型能延伸出去多远？
　　能做出一个延伸出去3米多的悬臂模型吗？
　　如果延伸出去的悬臂模型长度为2米多，如何让这个模型更结实？
　　能否制作一个2.7米长的悬臂模型，悬空的那一端还能挂住1个装满沙子的小药瓶？
　　进行课堂讨论，对可能产生的问题提出解决方案。
　　开始模型制作。对于在制作过程中可能遇到的一侧弯曲或扭曲问题提出解决方案。承重检查及测试。提问：
　　这个模型承受多大的重量就会垮掉呢？
　　在用装满沙子的小药瓶挂在模型上进行承重测试的时候，这个小药瓶悬挂的位置是否重要？
　　重量都悬挂在一个点上，或整个重量都分散开了，哪种情况模型更容易垮掉？
　　预测一下模型的薄弱环节在哪里。如果这个薄弱点得到了强化，是否还有其他的薄弱点呢？
　　讨论大小模型的异同点。
　　小贴士
　　在制作比较大的模型结构时，学生们更容易发现一些物理学的原理，例如，三角形是最稳定的结构，结构中的对角线在维护稳定性方面的作用，拉力与压力，扭矩的效果等。在制作过程中，常常很难维持模型结构的平衡与稳定性，在解决这些问题的过程中，学生们就能发现这些模型结构的优缺点。
　　材料的重量与强度对这种大型模型也会产生影响。在制作过程中，重量的增长速度会超过强度的增长速度，所以模型越大就越不牢靠。物体的重心会快速远离物体的支撑点，产生很大的扭矩，使模型更容易扭曲或垮塌。

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