做一个简单的弹射器,火小物品在房间。学生可以发明游戏玩和实验弹弩和测试他们的势能和动能的理解。
学习动机
学生将使用科学过程识别和理解势能和动能,他们用于工作和如何转移能量从一种形式到另一个地方。学生将会如何使用能源,在这种情况下,势能和动能,用于开发技术和影响他们生活的世界。
材料
- 冰极棒
- 橡皮筋
- 瓶盖(可选)
- 胶/胶带(可选)
方法
- 得到一堆5 - 8冰极棒,取决于你想要多高你的弹弓。安全包装两端的橡皮筋。
- 幻灯片底部两根棍子之间的另一个冰冷的极棒的堆栈。幻灯片,只有一小部分是伸出的堆栈,它伸出多数在另一个方向。
- 把瓶盖的结束另一个冰冷的杆棒——杠杆。瓶盖持有弹丸容易。
- 把杆冰极棒的堆栈。用橡皮筋安全杆结束没有瓶盖的坚持来自底部的堆栈。杆上的点在轴心上下在栈称为支点。
- 推动通过堆栈顶部和底部冰冷的杆棒所以他们分散。注意,这个杠杆的支点和角度变化。
- 把东西小瓶盖,拉拉杆,放手。注意你的东西飞。
警告:弹射器将扔东西。避免使用炮弹弹珠等可以造成损害或伤害。试着棉花糖,pom酸盐、花生。
变化
改变支点的杠杆。注意转移支点点杆棒的角度变化。保持一致在发射机中,你可能想要5毫米是沿着杆棒所以每个学生是比较相同的支点点的影响。另外,用量角器测量杆的角度。这有什么影响距离和高度弹丸到达吗?确保,当比较的发射机相同数量的冰极棒的堆栈。
大:将冰冷的杆棒替换为30厘米的木制或塑料的统治者。塑料或木头更好的工作吗?
增加的紧张局势橡皮筋把杆和底部贴通过添加一个或多个额外的循环在坚持。这有什么影响弹丸的距离和高度吗?请参阅下面的图1。
图1所示。杆显示负载,支点和力量。在这个实例的负载橡皮筋压低杆的一端。我们将假定杆有一定的弹性,因此势能和橡皮筋的势能。应用力的杠杆支点的另一边从负载将提供橡皮筋的紧张和杠杆。释放杆上的力会释放这些能量以动能的形式(运动)作为杠杆和橡皮筋回到他们的自然形状。弹不绑定到杠杆,所以它将继续作为一个弹丸目标。注意的杆力是应用在移动更大的距离比负载。随着支点靠近负载的机械利益杠杆增加或实现所需的力影响负载却降低了。换句话说,它更容易提升支点点时的负载接近负载。
结果
创建一个表来记录距离和高度的发射弹丸根据堆栈冰冷的极棒的数量,不同的支点点(或你的杆角)和曲折的数量/张力(或循环)在你的橡皮筋,弹射器的结束。
什么影响增加张力在橡皮筋吗?
改变支点点有什么影响?
什么形式的弹射器扔弹最远的距离?
你能图你的结果吗?例如,路程弹丸对支点的位置(注意测量标志杆棒),或角的杠杆。
发生了什么
你能说什么什么是基于你的结果发生。例如,如何增加张力橡皮筋或支点的位置影响弹丸的距离或高度。
有两种类型的能源参与一个弹射器:潜力和动能。动能势能存储能量和运动。
能量做这项工作在一个弹射器-扔东西穿过房间是势能存储在张力杆棒和橡皮筋创建通过弯曲的杆棒和拉伸橡皮筋。
弓和箭的工作原理类似。你可以扔一个箭头,因为紧张你创建存储在弓当你拉回曲弓的弓弦。
在我们的弹射器,当你弯曲杆棒和拉伸橡皮筋和放手你释放所有存储能量在杆棒和橡皮筋。换句话说,橡皮筋的势能和动能杆棒转移——或运动。
支点点
支点点在我们的弹射力和负载之间。应用负载的橡皮筋,有多少你或你周围放置多少循环。力是你申请的杆棒,射弹。
越接近你的支点是负载更大的力可以应用于负载。学生应该能够发现更容易申请更大的张力杆棒和橡皮筋支点是负载越近,这是橡皮筋杆棒和底部粘在一起。
正常的杠杆,负载可能是一个体重将杠杆的一端和力量将你申请另一端为了提升负载。考虑一个跷跷板。支点的一点是在中间。想象你把一个学生在玩跷跷板。沿着跷跷板在哪里最容易把拉锯到提高学生在空中?应该是最远的点沿着坐在跷跷板的学生。测试这个想法当你下次发现一看看到。
想想别的地方你觉得支点点是用来帮助人类完成工作。想想杠杆,例如如何使用勺子从锡打开盖子?勺子是杠杆,勺子的支点点落在嘴唇上锡。你施加一个向下的力在勺子抬起盖子。简化移除盖子的工作:更长或者更短的勺子?
在跷跷板的距离你将压低一样的学生坐在另一端将上升,因为支点是中间的拉锯。在勺子的例子和盖子,距离你会压低勺子将远远大于距离的另一端勺子需要上升到抬起盖子,因为支点点间的距离很短的负载(盖子)。
运用你所学到的东西从上面的你如何设计你的弹射器发送一个导弹最远的。
有一些乐趣
学生可以建造城堡,目标在城堡。每个目标可以值得不同数量的点,根据感知困难用弹弓弹击中目标。学生可以设计他们认为是最好的发射机基于他们学会了看谁是最好的在击中目标。例如,弹射器发射弹丸的设计在一个城堡墙可能必须不同于设计将发射弹丸击中城堡墙上的目标本身。学生可以自己做出规定,但考虑给每个学生10相同的炮弹向目标开火。分数最高的学生或团队所有10个炮弹射击后获胜。
为扩展思维和工作表,请参阅可下载的pdf