Задачи механическое движение 7 класс: Механическое движение. Примеры решения и записи задач по физике. 7 класс

Задачи

Навыки

Рекомендация

Расследование: как мы можем продвинуть поролоновый стаканчик дальше?

Планирование исследования, проведение исследования, выдвижение гипотез, определение переменных и средств контроля, измерение, запись, построение графиков, анализ

Предлагаемый

Действие: Резинки

Задание вопросов, выполнение инструкций , измерение, запись, интерпретация информации

Предлагается CAPS

Действие: Чтение коробки с хлопьями

Наблюдение, сравнение, интерпретация информации, построение графиков

Предлагается CAPS

Задачи

Навыки

Рекомендация

Деятельность: Какие объекты обладают кинетической энергией?

Наблюдение, сравнение, сортировка и классификация

Предлагаемый

Задачи

Навыки

Рекомендация

Деятельность: Выявление передачи энергии в механических системах

02 Наблюдение, интерпретация, определение18

CAPS предложил

Расследование: Передача энергии при кипячении воды

Проведение исследования, предположение, наблюдение, определение переменных, запись, построение графиков

CAPS предложил

Действие: Электрический вентиляторная система

Построение схемы, идентификация компонентов и характеристик

Предлагается CAPS

Деятельность: Диаграммы потоков для передачи энергии

Определение типов передачи энергии, описание, др. Диаграммы потоков, передача информации

Предлагается CAPS

Высота мрамора вверх по пандусу (см)

Расстояние перемещения чашки (см)

Упругое растяжение (см)

Перенесенное расстояние (см)

ВОПРОСЫ:

Увеличивается или уменьшается расстояние, на которое проходит спичечный коробок, по мере того, как вы больше растягиваете эластичную ленту? Укажите взаимосвязь между этими двумя измерениями.

Расстояние, на которое перемещается спичечный коробок, увеличивается по мере того, как вы больше растягиваете эластичную ленту.

Что вам нужно было сделать, чтобы растянуть резинку и сохранить ее в растянутом состоянии?

Ученикам приходилось сильно натягивать эластичную ленту, и они не могли отпустить ее, если хотели, чтобы она оставалась натянутой.

Энергия передается от резинки на спичечный коробок, и спичечный коробок перемещается.Но затем через некоторое время это останавливается. Куда передал свою энергию спичечный коробок?

Спичечный коробок передает энергию воздуху и столу.

Когда резинка была растянута, она приобрела потенциальную энергию. Мы знаем это, потому что вашей руке пришлось потрудиться, чтобы растянуть резинку, и теперь резинка может откинуться назад и сдвинуть спичечный коробок. Резинке нужна энергия, чтобы спичечный коробок двигаться, и она получает эту энергию от вашей руки.

Чем дальше мы растягивали резинку, тем дальше она могла толкать спичечный коробок. Это говорит нам о том, что чем больше мы растягиваем эластичную ленту, тем больше энергии передается от резинки к спичечному коробку.

В этой системе произошла передача энергии: энергия передается от руки к резинке, к спичечному ящику, воздуху и поверхности стола. Стол стал немного теплее, чем был, поскольку теперь он имеет большую часть энергии, а воздух — остальное.Энергия не ушла, но снова ее нельзя использовать.

Итак, вы заметили, что и мрамор, и резинка обладают потенциальной энергией? Но мы не сделали то же самое, чтобы дать им эту энергию. Мы подняли шарика, но мы растянули резинки. Это означает, что есть несколько способов дать чему-то потенциальную энергию. Потенциальная энергия — это энергия, которая хранится в системе.

Теперь, когда вы немного больше понимаете потенциальную энергию, можете ли вы придумать еще несколько примеров вещей, которые содержат потенциальную энергию? Думайте о вещах, которые обладают потенциалом или способностью что-то изменить или заставить что-то двигаться.

А как насчет некоторых ископаемых видов топлива, которые мы обсуждали в предыдущей главе, таких как уголь и нефть? Как вы думаете, у них есть потенциальная энергия? Да, это так. Например, уголь сжигается на электростанциях для выработки электроэнергии (вы узнаете об этом позже в этом семестре). Итак, мы можем сказать, что в угле есть запасенная энергия, которая используется для производства электроэнергии. Уголь обладает потенциальной энергией. То же самое и с другими видами топлива.

Вы помните изготовление электрических цепей в гр.6 в прошлом году? Вы помните, как использовали батарейки? Батареи являются источником энергии для цепи. Батареи накапливают энергию. Другими словами, у них есть потенциальная энергия.

Откуда мы получаем энергию? Как мы узнали из книги «Жизнь и жизнь», питание — это один из 7 жизненных процессов. Мы должны есть пищу. Еда — это топливо для нашего тела.

Вы когда-нибудь видели мелкие надписи на упаковке пищевых продуктов? Эта информация дает нам информацию о питательной ценности продукта.Это также дает нам количество энергии , хранящееся в пище. Вы заметили, что это часто дается в джоулей ? Так что же такое джоуль? Как мы измеряем энергию?

Джоуль был назван в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля (1818–1889).

Мы можем измерить энергию так же, как мы можем измерить массу объекта или скорость движения автомобиля. Масса объекта указывается в граммах или килограммах, скорость автомобиля указывается в километрах в час (км / ч).Таким же образом энергия измеряется в джоулях. В килоджоуле 1000 джоулей.

Джоуль — это мера энергии. Пищевой джоуль не отличается ни от электрического джоуля, ни от джоуля, который нагревает воду, ни от джоуля, который исходит от Солнца.

Здесь важно отметить, что джоуль — это мера энергии. Это просто число, которое мы вычисляем после множества тщательных измерений изменений в системе. Пищевой джоуль не отличается от электрического джоуля, не отличается от джоуля, который нагревает воду, или джоуля, который исходит от Солнца.Важно, чтобы учащиеся понимали, что джоули энергии от еды ничем не отличаются от джоулей энергии от Eskom. Но если мы укрепим концепцию различных «форм» энергии, то у учащихся появится причина думать, что энергия из пищи должна отличаться от энергии из Eskom, в то время как это не так.

Основная идея состоит в том, чтобы упростить концепции, касающиеся энергии, для учащихся, исключив длинные списки «форм» энергии, которые появляются в тестах, и, скорее, сместить акцент на системы, части которых учащиеся могут изучать и понимать.Достаточно сказать, что потенциальная энергия в системе становится кинетической энергией некоторой части системы.

Давайте посмотрим на энергетическую ценность некоторых злаков, которые мы едим на завтрак.

Предложите учащимся принести старые коробки с хлопьями заблаговременно перед выполнением этого задания. Было бы неплохо найти дополнительные предметы, которые можно было бы принести в класс тем, кто забывает. Вы даже можете сделать ксерокопии некоторых коробок с хлопьями и сохранить их на следующий год.

Если вы хотите продлить это упражнение, вы можете попросить учащихся сравнить свои хлопья с остальным классом. Нарисуйте на доске таблицу с разными злаками и их энергиями. Попросите класс нарисовать гистограмму, сравнивающую энергию в разных злаках.

МАТЕРИАЛЫ:

• Ящик для хлопьев
• ножницы
• калькулятор

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Прочтите информацию о пищевой ценности на коробке с хлопьями.
2. Ответьте на следующие вопросы.

Ответы каждого учащегося будут зависеть от типа крупы, которую они выбрали. Убедитесь, что учащиеся сохранили свои коробки с хлопьями, чтобы вы могли сверить их ответы с деталями коробки.

ВОПРОСЫ

Сидячий образ жизни означает, что вы ведете малоподвижный образ жизни и не выполняете никаких упражнений.

Сколько энергии в 100 г ваших хлопьев? Напишите свой ответ в килоджоулях и

Ответ, зависящий от учащегося.Например, Овес содержит 1528 кДж на 100 г. Это 1528000 Дж.

Коробки с хлопьями часто указывают количество на 100 г, а затем количество на порцию, которое обычно меньше. Сколько энергии на порцию вашей коробки с хлопьями? Не забудьте указать количество граммов в порции.

Ответ, зависящий от учащегося. Например, овес содержит 611 кДж на порцию 40 г. Это 611 000 Дж. Каша Weetbix содержит 529 кДж (529 000 джоулей) энергии на порцию.

Взгляните на следующую таблицу, в которой указано рекомендуемое дневное количество энергии для человека в зависимости от вашего возраста и уровня активности. Это руководство относительно того, сколько энергии вы должны потреблять с пищей за один день.

Согласно таблице, какое дневное количество энергии рекомендуется для вашего возраста и уровня активности?

Ответ, зависящий от учащегося.Например, ученице 13 лет средней активности требуется от 8 000 до 9 000 кДж в день.

Какой процент рекомендуемой вами дневной энергии обеспечивается одной порцией хлопьев? Покажи свои расчеты ниже.

Ответ, зависящий от учащегося. Учащиеся должны выбрать строку, соответствующую их возрасту и полу. Затем они должны честно подумать о том, насколько активными они себя считают.Затем они могут использовать свои хлопья для расчета процента.

Пример расчета:

Предположим, у нас есть мужчина 15 лет, который очень активен. Его рекомендуемая суточная доза (RDA) составляет от 11 00 до 13 000 кДж.

Порция Nestle Milo Cereal содержит 477 кДж

Процент RDA = 477/13 000 x 100 = 3,7%

Еще один вопрос, который следует задать учащимся и обсудить в классе:

Основываясь на процентном соотношении, полученном в ответе на вопрос 3, считаете ли вы, что это хлопья, которые можно есть на завтрак? Как вы думаете, почему это хорошие / плохие хлопья на завтрак?

Учащиеся должны решить, является ли их расчетный процент низким или высоким.Если он низкий, они могут решить, что на завтрак лучше съесть высококалорийную еду, а затем в течение дня снизить калорийность, или они могут указать, что надеются сбросить / сохранить вес, и поэтому низкий процент — это хорошо. вещь. Если их расчетный процент высок, они могут указать, что лучше распределить потребление энергии на весь день, а не концентрировать ее на одном приеме пищи.

Пищевая ценность злаков также зависит не только от того, сколько энергии они дают, но и от того, какие другие питательные ингредиенты они содержат.

На этот вопрос нет неправильных ответов. Он полностью основан на их собственном понимании своих потребностей. Это может быть очень деликатная тема, не тратьте слишком много времени на обсуждение программ по снижению веса, так как это не сеанс консультирования по вопросам веса, и учащиеся могут запутаться между здоровым питанием и чрезмерным соблюдением диеты.

Как вариант, спросите нескольких учащихся, какова энергетическая ценность их злаков, а затем спросите, какой из них обеспечивает наибольшую потенциальную энергию, а какой — наименьший.

1. На следующей фотографии показана информация о пищевой ценности упаковки крекеров. Изучите его, а затем ответьте на следующие вопросы.

   Сколько энергии на 100 г в джоулях ?

   ---

   ---

   Значения, указанные в рамке, указаны в кДж и ккал, поэтому учащиеся должны преобразовать значения, умножая их на 1000. Ответы: 1492 000 Дж (1492 кДж)

   Какова масса одного печенья ?

   ---

   Масса 7.5 г, так как масса, указанная на коробке с 15 г, рассчитана на 2 печенья.

   В информации о пищевой ценности указан размер порции 2 печенья, но вы хотите знать, какой будет калорийность, если вы съедите только одно печенье. Запишите ответ ниже.

   ---

   Энергия на одно печенье = 224/2 = 112 кДж на одно печенье.

   Теперь вы решили, что хотите съесть 5 печенья. Какова энергетическая ценность этой порции из 5 печенья?

   ---

   ---

   Энергетическая ценность 5 печенья = 112 x 5 = 560 кДж.

Теперь вы понимаете, почему мы можем сказать, что еда имеет потенциальную энергию? Нам нужна энергия, чтобы наши тела функционировали. Мы получаем энергию из пищи, которую едим. В молекулах, из которых состоит наша пища, хранится энергия. Мы едим пищу и используем накопленную энергию для движения мышц и выполнения всех функций нашего организма. Эта накопленная энергия является потенциальной энергией.

Закон сохранения энергии

В CAPS этот раздел идет после потенциальной и кинетической энергии в системах.Однако более логично сначала обсудить, как сохраняется энергия внутри систем, а затем рассмотреть примеры систем в следующем разделе.

Найдите время, чтобы убедиться, что учащиеся понимают разницу между законами и теориями. Научные теории постоянно развиваются, и постоянно появляются новые идеи. Следует поощрять учащихся рассматривать науку как развивающуюся дисциплину, а не как статичный набор идей. Однако научные знания, которые мы преподаем в школе, не вызывают сомнений.Большинство из них было проверено и известно с 1800-х годов. Вам предлагается рассказать своим ученикам кое-что об аргументах и ​​недоразумениях среди людей, которые первыми исследовали эти знания, а также о том, что современная наука в академическом мире постоянно развивается.

Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, она может только передаваться из одной части системы в другие части. Это означает, что мы постоянно перерабатываем всю энергию во Вселенной!

Веселая песня о сохранении энергии.

Почему мы говорим о законах в науке? Вы думали, что законы предназначены только для юристов? Что ж, ты ошибаешься. В науке мы говорим о законах и теориях .

Научные законы предсказывают, что произойдет в конкретной ситуации. Закон проверялся неоднократно (часто), и результаты не меняются. Закон не объясняет , почему что-то происходит , он просто говорит, что должно произойти . Теории объясняют , как происходит или , почему происходит вещей.Теории также проверяются снова и снова, чтобы убедиться, что они верны.

Научные законы и теории не высечены на камне, это просто лучшее объяснение того, как устроен мир, на основе информации, которая у нас есть сейчас. Научные знания постоянно растут и меняются по мере новых открытий.

Теперь, когда мы знаем о Законе Сохранения Энергии, это соответствует нашему собственному наблюдению, что энергия в примере с резинкой и спичечным коробком не терялась, а скорее передавалась от резинки к спичечному коробку.Можно сказать, что резинка и спичечный коробок образуют систему. Это также верно для примера мрамора и чашки. Помните, что система состоит из разных частей, которые работают вместе или влияют друг на друга. Давайте теперь рассмотрим еще несколько примеров того, как энергия передается в системах.

Потенциальная и кинетическая энергия в системах

Помните, энергия не может быть создана или уничтожена. Он передается из одной части системы в другие части. Когда он передается, он может быть сохранен или использован, чтобы заставить что-то двигаться, и таким образом потенциальная энергия может быть преобразована в кинетическую энергию в системе.

Песня о кинетической и потенциальной энергии

Мы можем посмотреть, как энергия передается в разных системах, чтобы показать, что энергия сохраняется. Есть много различных типов систем, на которые мы можем посмотреть, как энергия передается через системы.

Механические системы

Механическая система — это система, основанная на механических принципах, в которой различные части взаимодействуют в механизме. Механическая система обычно включает в себя какое-либо движение.Часто это группа простых машин, работающих вместе.

Вы помните резинки, толкающие спичечные коробки? Как вы думаете, это была система? Ты прав. Это механическая система. Рука, резинка и спичечный коробок — все это часть механической системы. Ваша рука передает потенциальную энергию резинке, это входная энергия. Потенциальная энергия резинки передавалась спичечному коробку в виде кинетической энергии. Никакая энергия не создавалась и не разрушалась. Мы испытали Закон сохранения энергии, даже не осознавая этого.

Видео, объясняющее, как работают шкивы.

Еще один простой пример системы шкивов и канатов, например, на строительной площадке, где строители хотят поднимать тяжелые предметы на более высокий этаж. Строитель потянет за веревку, которая проходит через шкив, и поднимет тяжелый предмет выше.

Какова потребляемая энергия в этой системе?

Входная энергия — это движение (кинетическая энергия) рук рабочего, когда он тянет веревку.

Из каких частей состоит эта механическая система?

Различные части — руки рабочего, тянущего за веревку.веревка, шкив, тяжелый предмет и поверхность Земли.

Какая входная энергия передается в этой системе?

Кинетическая энергия передается потенциальной энергии, когда объект поднимается выше.

Качели или качели являются примерами механических систем.

Вы осознавали, что когда вы раскачивались на качелях в парке, вы были частью механической системы? Когда вы находитесь на вершине дуги качелей, вы и качели обладаете потенциальной энергией, потому что Земля тянет вас, и вы собираетесь начать движение вниз.Потенциальная энергия становится кинетической энергией , когда вы проходите через дугу.

А как насчет того, чтобы подбросить мяч в воздух? Как вы думаете, это механическая система?

Когда вы бросаете мяч вверх, он замедляется, когда движется вверх, останавливается на мгновение, а затем ускоряется, когда падает обратно в вашу руку. Ваша рука движется, чтобы бросить мяч, и передает ему энергию, которая позволяет ему двигаться вверх. Соответствует ли это закону сохранения энергии? Да.Никакая энергия не создавалась и не разрушалась. Кинетическая энергия была передана от вашей руки к мячу, который затем начинает двигаться. Когда мяч движется вверх, кинетическая энергия передается потенциальной энергии по мере того, как мяч удаляется от земли. Когда мяч снова движется вниз, потенциальная энергия переходит в кинетическую.

Какие части задействованы в этой механической системе?

Бросок руки и мяч — это задействованные части.

Какова входная энергия в этой механической системе?

Кинетическая энергия вашей движущейся руки и кисти при броске мяча.

Когда мяч обладает наибольшей потенциальной энергией?

Важно отметить, что потенциальная энергия относительно контрольной точки. Итак, в этом примере, если мы считаем землю точкой отсчета, то если вы бросите мяч вверх и снова поймаете его рукой, он всегда будет иметь потенциальную энергию, поскольку находится над землей. Следовательно, мяч имеет наибольшую потенциальную энергию, когда он находится в верхней части броска, когда он ненадолго останавливается, прежде чем вернуться на землю.

Когда у мяча есть кинетическая энергия?

Мяч обладает кинетической энергией, поскольку он движется вверх, а затем падает обратно вниз.

Рассмотрим еще несколько примеров.

Ученик может сначала бороться за это, поэтому вы можете пройти с ними один или два примера и, если возможно, также продемонстрировать сгибание проволоки вперед и назад. Ключ состоит в том, чтобы сначала определить задействованные части, а затем то, как энергия передается от одной части к другой внутри системы.

МАТЕРИАЛЫ:

Сначала мы проведем простую демонстрацию для определения передачи энергии в механических системах. Возьмите кусок проволоки и коснитесь им губ. Каково это?

Ученики должны обратить внимание на то, что проволока на ощупь холодная.

Затем согните проволоку П-образной формы и быстро согните ее назад и вперед 10 раз. Теперь снова почувствуйте температуру на изгибе. Каково это?

Ученики должны отметить, что здесь тепло.

Это пример механической системы. Мы можем описать передачу энергии как потенциальную энергию в ваших руках, которая преобразуется в кинетическую энергию, когда вы перемещаете их вперед и назад. Это передается в кинетической энергии в проволоке, которая затем передается губам в виде тепла.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Посмотрите на следующие изображения различных механических систем.
2. Определите различные части системы, а затем то, как энергия передается от одной части к другой.Вы можете обсудить это со своим партнером.
3. Затем напишите несколько предложений, чтобы описать передачу энергии в каждой системе.

Девушка использует энергию своих мускулов и отводит ногу назад. Когда ее нога находится в самой высокой точке, какая у нее энергия?

Когда она поворачивает ногу обратно к мячу, опишите передачу энергии.

Потенциальная энергия становится кинетической энергией.

Когда ее ступня попадает в мяч, и мяч уходит, опишите передачу энергии в системе.

Кинетическая энергия от ее ноги передается мячу и заставляет мяч двигаться. Теперь мяч обладает кинетической энергией.

Мышцы руки игрока в крикет тянут биту для крикета вверх. Опишите передачу энергии.

Это движение передает летучей мыши потенциальную энергию.

Опишите передачу энергии, когда летучая мышь опускается вниз, а затем ударяет по движущемуся мячу.

Когда летучая мышь опускается вниз, потенциальная энергия становится кинетической при движении летучей мыши. Когда бита ударяет по мячу, она передает ему кинетическую энергию. Кинетическая энергия позволяет мячу перемещаться по воздуху.

Когда линейка отведена назад, движение руки имеет кинетическую энергию, которая передается линейке. Линейка получила потенциальную энергию, и когда она высвобождается, потенциальная энергия становится кинетической энергией, когда линейка движется назад. Кинетическая энергия передается грануле, и таким образом гранула перемещается по комнате.

Тепловые системы

Мы узнаем больше о том, как частицы ведут себя в следующем году, когда посмотрим на модель частиц материи.

Знаете ли вы, что частицы, составляющие вещество или объект, например атомы или молекулы, также обладают кинетической энергией? Частицы с большей кинетической энергией будут двигаться быстрее, чем частицы с меньшей кинетической энергией. Когда частицы движутся очень быстро, мы чувствуем вещество и говорим: «Это жарко!». Это потому, что температура вещества зависит от кинетической энергии частиц.

Тепловая энергия может передаваться от одного объекта к другому в тепловой системе.Когда передается тепловая энергия, это называется теплом. Мы рассмотрим это подробнее в следующей главе, а пока давайте рассмотрим несколько простых примеров передачи энергии в тепловых системах (отопление).

Мы более подробно рассмотрим тепло как форму передачи энергии в следующей главе.

Это исследование лучше всего работает с водой, помещенной в химический стакан и нагретой над горелкой Бунзена с помощью штатива. Однако, если у вас нет горелки Бунзена, вы можете использовать свечу и консервную банку.Свеча не будет обеспечивать большое количество тепловой энергии, поэтому вам следует использовать небольшое количество воды, чтобы она достигла точки кипения за время урока. Не забудьте использовать спиртовой термометр, а не ртутный термометр.

Хотя это может показаться очень простым исследованием, и учащиеся уже нагревали воду раньше, здесь основное внимание уделяется другому, поскольку мы исследуем передачу энергии. Это также возможность для учащихся попрактиковаться в навыках записи, наблюдения и перевода, например в рисовании графиков.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС:

Что происходит с температурой воды, когда ее нагревают над пламенем?

ПЕРЕМЕННЫЕ:

Мы будем измерять изменение температуры воды с течением времени.

Какое количество / переменную вы контролируете? Это независимая переменная.

Время — независимая переменная

Какую переменную вы измеряете в зависимости от независимой переменной? Это зависимая переменная.

Измеряется температура воды.

Какую переменную вы поддерживаете постоянной?

Количество / объем воды необходимо поддерживать постоянным

ГИПОТЕЗА:

Напишите гипотезу для этого расследования. (Подсказка: как вы думаете, что произойдет с температурой воды. Будет ли она повышаться или понижаться?)

Гипотеза должна указать, как зависимая переменная изменится при изменении независимой переменной, и указать, какие переменные должны оставаться постоянными.В этом исследовании подходящая гипотеза могла бы звучать так: «Температура воды будет увеличиваться с увеличением времени, если количество воды будет оставаться постоянным» или «Температура воды будет уменьшаться с увеличением времени, если количество воды будет оставаться постоянным. ‘

Помните, что гипотеза не обязательно должна быть верной. Это прогноз, сделанный до того, как будет проведено какое-либо расследование, поэтому результат не обязательно известен заранее. Не отговаривайте учащихся от разработки собственных гипотез.Подчеркните, что гипотеза столь же ценна, если она отклонена после исследования.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ

• Стакан 150 мл или 250 мл
• штатив
• марля
• Горелка Бунзена
• соответствует
• термометр
• секундомер
• стойка для реторты
• зажим

Если у вас нет горелок Бунзена, вы можете использовать спиртовые горелки или свечу.

МЕТОД:

1. Налейте в стакан 200 мл воды.
2. Поместите стакан на проволочную сетку на штативе.
3. Осторожно опустите термометр в воду. Когда вы снимаете показания, термометр не должен касаться стенок стакана. В качестве альтернативы, если у вас есть подставка для реторты и зажим, термометр можно закрепить на подставке, поместив грушу в воду.
4. Зажгите горелку Бунзена.
5. Измеряйте температуру воды каждые 30 секунд, пока вода не закипит.
6. Как только вода закипит, снимите еще 3-5 показаний.
7. Запишите свои наблюдения в таблицу.
8. По окончании выключите горелку Бунзена и оставьте стакан с водой постоять.
9. Постройте график, показывающий зависимость между временем и температурой.

Убедитесь, что учащиеся наблюдают за тем, чтобы температура оставалась постоянной после того, как вода закипела. После того, как учащиеся завершат свои измерения, выключите горелку Бунзена и дайте воде остыть, пока они продолжат выполнение остальной части задания и вопросов.Затем они должны будут наблюдать за тем, что произошло с водой, когда она осталась стоять.

РЕЗУЛЬТАТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ:

Таблица для записи ваших наблюдений:

Если вода кипит дольше, чем нужно, попросите учащихся добавить строки в нижнюю часть своих таблиц.Если требуется меньше, игнорируйте остальную часть таблицы. Каждая строка должна представлять полминуты (30 секунд).

Используйте следующее пространство, чтобы нарисовать линейный график результатов.

Во-первых, подумайте, что будет происходить по вашей горизонтальной оси x? Это то, что вы изменили.

Время идет по оси абсцисс, поскольку это независимая переменная.

Температура — зависимая переменная.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Учащиеся должны указать заголовок для своего графика. например «Изменение температуры воды во времени». На графике должны отображаться точки данных с проведенной через них линией наилучшего соответствия. График также должен сглаживаться в конце по мере закипания воды.

Температура воды продолжала повышаться, пока она не закипела. При какой температуре закипала вода?

Это значение может незначительно отличаться в зависимости от вашего региона и высоты, но составляет около 100 ° C.

Что вы заметили по температуре, когда вода закипела?

Когда вода достигает точки кипения, температура остается постоянной, в то время как вода меняет свое состояние с жидкости на газ.

Причина, по которой мы строим такую ​​кривую точки кипения, заключается в том, чтобы учащиеся могли видеть, что кривая выравнивается, а температура остается постоянной. Вот как мы находим точку кипения жидкости.Также полезно построить кривую точки кипения другой жидкости, такой как кока-кола или апельсиновый / яблочный сок, чтобы получить кривую аналогичной формы, чтобы учащиеся понимали, что при температуре кипения этой жидкости температура остается постоянной в течение некоторого времени. Если вы оставите его еще дольше, температура начнет падать по мере того, как в атмосферу перемещается больше частиц воды.

Это ссылка на то, что было рассмотрено в предыдущем термине раздела «Материя и материалы» в главе 1 «Свойства материалов».

Вы помните, что мы узнали о температурах кипения и плавления в прошлом семестре в Matter and Materials in Properties of Materials? Если у вас нет с собой предыдущей рабочей тетради, вы всегда можете посетить веб-сайт www.curious.org.za

ВЫВОД:

Ответ, зависящий от учащегося. Учащиеся должны сделать вывод, что чем дольше вы держите воду над пламенем, тем выше температура воды, пока она не достигнет точки кипения.В точке кипения температура остается постоянной, поскольку вода меняет состояние с жидкого на твердое.

Ответ, зависящий от учащегося.

ВОПРОСЫ:

Чтобы вода закипела, необходимо увеличить тепловую энергию воды. Как вы думаете, откуда взялась энергия, заставившая воду закипеть?

Энергия для повышения температуры поступала от горящего газа в горелке Бунзена.

Опишите передачу энергии в этой тепловой системе при нагревании воды.

Тепловая энергия (кинетическая и потенциальная энергия) пламени горелки / свечи Бунзена передается воде. Таким образом, увеличивается тепловая энергия воды и повышается температура.

ПРИМЕЧАНИЕ: Помните, что температура является мерой средней кинетической энергии частиц.

Что случилось с водой в стакане после того, как вода закипела и вы выключили горелку Бунзена?

Охлаждался.

ПРИМЕЧАНИЕ: Это связано с тем, что после выключения горелки Бунзена в систему больше не подается энергия, поэтому потери энергии превышают коэффициент усиления, а температура снижается.

Как вы думаете, что случилось с тепловой энергией воды? Опишите передачу энергии.

Затем тепловая энергия передавалась от воды окружающему воздуху.

1. A Gr. 7 ученик проводит расследование и считывает температуру с термометра, как показано на диаграмме ниже. Что не так с этой настройкой? Что вы посоветуете ученику?

Термометр лежит на дне стакана и касается его стороны. Это может привести к неточному чтению.Учащийся должен держать термометр так, чтобы он не касался сторон, пока они снимают показания, или зажимать его в ретортной стойке с колбой в воде.

Итак, что мы обнаружили? Температура воды повысилась. Это означает, что частицам воды должно быть присвоено более кинетической энергии . Энергия должна была исходить от пламени горелки Бунзена. Пламя существует, потому что мы сжигаем газ, поэтому энергия должна быть сохранена в газе.Если это запасенная энергия, то это потенциальной энергии .

Это забавное моделирование, которое учащиеся могут использовать для исследования потенциальной и кинетической энергии. Во введении есть пример, который можно использовать, чтобы показать им, как его использовать, а также есть площадка для треков, которая позволяет вам создавать свои собственные треки. Щелкните по пунктам меню гистограммы или круговой диаграммы для отображения колебаний потенциальной, кинетической и тепловой энергии в реальном времени.

После того, как они овладеют основами, и если у вас будет больше времени, вы можете показать учащимся более продвинутый симулятор скейт-парка.Графики в этой версии действительно стали немного сложнее, но прекрасно представляют особенности энергетической системы. http://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-skate-park

PhET для учителей доступны здесь: http://phet.colorado.edu/files/teachers-guide/energy-skate-park-guide.pdf

Итак, мы обнаружили, что потенциальная энергия, запасенная в газе, была передана частицам воды в виде кинетической энергии. Энергии не создано , передано из газа в воду.Энергия системы была сохранена .

Электросистемы

Как вы думаете, электрическая цепь — это система? Посмотрите на изображение ниже и обсудите это со своим партнером. Запишите, считаете ли вы это системой или нет и почему.

Электрическая цепь — это система, поскольку она состоит из разных частей, которые что-то делают, т. Е. заставить лампочку светиться. Попросите учащихся определить различные части этой системы. Это: аккумулятор, лампочка, выключатель (скрепка) и токопроводящие провода.

Каков источник энергии в этой электрической цепи? Другими словами, какова входная энергия в этой системе?

Батарея является источником энергии, потенциальная энергия — это входящая энергия в этой системе.

Каков результат передачи энергии в системе? Другими словами, каков выход энергии?

Выход — лампочка горит / горит.

Давайте посмотрим на другой пример электрической цепи, которая заставляет двигатель вращаться, чтобы увидеть различные передачи энергии в системе.

Если возможно, сделайте эту схему в классе вместе с учащимися, чтобы они могли наблюдать изменения в схеме и движение вентилятора. Вы можете использовать любое маленькое вращающееся устройство, например вентилятор или небольшой мотор. Если у вас есть небольшой мотор, вы можете прикрепить присоску к вращающемуся валу с помощью куска Prestik, чтобы сделать вентилятор.

МАТЕРИАЛЫ:

• небольшой электрический вентилятор или двигатель
• проводов
• аккумулятор
• переключатель

Вы также можете сделать свой собственный коммутатор, как описано ниже.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Если возможно, сделайте следующую схему в классе. Однако, если вы не собираете фактическую схему, изучите изображение и ответьте на вопросы.
2. Чтобы замкнуть цепь, прикрепите небольшой вентилятор или мотор к батарее с помощью проводов.
3. Присоедините переключатель к цепи, как показано на рисунке. Вы можете сделать свой собственный выключатель, используя кусок доски и вдавив в него два металлических штифта. Затем согните металлическую скрепку и прикрепите ее к одной канцелярской булавке, как показано ниже.
4. Включите выключатель и посмотрите, что происходит с вентилятором.

ВОПРОСЫ:

Из каких частей состоит эта электрическая система?

Аккумулятор, вентилятор / мотор, выключатель, провода.

Какая часть системы обеспечивает ввод энергии в систему?

Батарея обеспечивает входную энергию (потенциальную энергию).

Что происходит с вентилятором или двигателем, когда вы включаете выключатель?

Вентилятор начинает вращаться / вращаться / двигаться.

Какой тип энергии теперь у вентилятора?

1. Используя ответы на предыдущие вопросы, заполните следующую блок-схему, которая описывает передачу энергии в этой электрической системе. Вам нужно на каждом шаге указывать вид энергии.

Ниже представлена ​​заполненная диаграмма с ответами, которые учащиеся должны предоставить:

Батарея обладает потенциальной энергией, которая передается электронам в цепи. Электроны обладают кинетической энергией, которую они передают двигателю. Двигатель вращается за счет кинетической энергии. Вращающий двигатель вращает лопасти вентилятора.

Биологические системы

Знаете ли вы, что у нас также есть биологические системы? Вы уже сталкивались с этими типами систем в «Жизни и жизни», но теперь мы поговорим о них с точки зрения того, как энергия передается в этих системах и сохраняется.

Вы помните, как узнавали о фотосинтезе и пищевых цепях в журнале «Жизнь и жизнь»? Это пример биологической системы. Давайте выясним почему.

Растение использует лучистую энергию Солнца для производства собственной пищи в процессе фотосинтеза. Энергия Солнца хранится в растениях в виде потенциальной энергии, в основном в виде крахмала. Чтобы напомнить вам, посмотрите на следующее изображение.

Какой процесс показан на схеме? Напишите предложение, чтобы описать требования для этого процесса.

На диаграмме показан фотосинтез. Завод использует воду, углекислый газ и энергию солнечного света для производства глюкозы и кислорода.

Когда животное ест растение, оно использует потенциальную энергию пищи, которая выделяется при дыхании. Затем он используется животным для передвижения и во всех его жизненных процессах. Таким образом, потенциальная энергия пищи, которую ест животное, передается кинетической энергии. Энергия была передана от Солнца от растения к животному.

Когда мы едим растения или животных, мы можем использовать накопленную потенциальную энергию для функционирования нашего тела.

Сохраняется ли энергия в биологической системе? Да, это так! Растения превращают энергию Солнца в потенциальной энергии, которую оно хранит внутри себя.Затем животные поедают растения, и им передается накопленная потенциальная энергия. Животные используют накопленную энергию, чтобы дать им возможность двигаться. Это означает, что потенциальная энергия внутри животного была передана кинетической энергии. Когда животное движется и выполняет свои функции, эта кинетическая энергия передается окружающей среде. Никакая энергия не создавалась и не разрушалась, она просто передавалась от Солнца к растению к животному.

Давайте пересмотрим передачу энергии в некоторых системах, изучив и построив блок-схемы.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Изучите каждую из следующих схем, на которых показаны разные системы.
2. Нарисуйте блок-схему, аналогичную той, которую вы нарисовали для электрического вентилятора, на отведенном месте.
3. Затем напишите несколько предложений под строками, чтобы описать, как энергия передается между различными частями в каждой из этих систем.
4. Первый был сделан за вас.

Эта блок-схема описывает передачу энергии.

Рука и ракетка теннисиста обладают потенциальной энергией, когда они подняты. Когда девушка размахивает рукой, эта потенциальная энергия передается теннисной ракетке в виде кинетической энергии. Теннисная ракетка передает мячу энергию в виде кинетической энергии, которая позволяет мячу перемещаться по воздуху.

ВОПРОСЫ:

Это пищевая цепочка. Нарисуйте диаграмму, показывающую передачу энергии в этой биологической системе.

Пример блок-схемы, которую учащиеся могут произвести:

Напишите описание передачи энергии ниже.

Ягоды содержат в себе потенциальную энергию. Птица ест ягоды, и эта энергия передается птице в виде потенциальной энергии. Большая часть энергии используется птицей и передается в виде кинетической энергии при движении. Затем птицу съедает кошка, и потенциальная энергия птичьего мяса передается кошке в виде потенциальной энергии, которая затем переходит в кинетическую энергию, когда кошка перемещается и выполняет свои жизненные процессы.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя в следующем году в курсе «Жизнь и жизнь» учащиеся будут более подробно рассматривать пищевые цепи и энергетические пирамиды, это введение в то, как не вся энергия передается кошке, поскольку большая часть ее используется птицей. поскольку он перемещается и выполняет свои функции и процессы.

Нарисуйте схему, показывающую передачу энергии в этой электрической системе.

Пример блок-схемы, которую учащиеся могут произвести:

Напишите описание передачи энергии ниже.

Батарея / элемент имеет потенциальную энергию, которая передается в кинетическую энергию в сигнальном звонке, когда молот движется вперед и назад, чтобы произвести звук.

В предыдущем примере с ягодами, птицей и кошкой мы видели пример пищевой цепи. Вы помните, как узнавали о пищевых цепях в гр. 6? Пищевая цепь показывает только передачу энергии между организмами и не включает Солнце. Итак, все всегда начинается с продюсера.Изображение ниже является примером пищевой цепочки? Почему или почему нет?

Нет, это не пищевая цепочка, так как пищевая цепочка показывает только передачу энергии между организмами, подчеркивая кормовую взаимосвязь. На этой диаграмме также изображено Солнце и лошадь, движущаяся с телегой.

Скорее можно назвать это последовательностью передачи энергии. Нарисуйте блок-схему, чтобы объяснить передачу энергии в этой биологической и механической системе.

Пример блок-схемы, которую учащиеся могут произвести:

Напишите описание передачи энергии ниже.

Энергия Солнца передается в потенциальную энергию моркови, когда они фотосинтезируют и производят пищу. Затем лошадь ест морковь, и эта потенциальная энергия передается в потенциальную энергию внутри лошади. Затем лошадь движется и тянет телегу, поэтому потенциальная энергия лошади передается кинетической энергии лошади и телеги по мере ее движения.

Давайте теперь посмотрим на более сложную систему, которая включает в себя множество различных частей, работающих вместе. Вы помните, как узнали о гидроэнергетике как об источнике? Возобновляемый или невозобновляемый?

Мы узнаем больше о пищевых цепях и взаимодействиях между организмами в следующем году на гр. 8 Жизнь и жизнь.

1. Изучите следующую схему, на которой показана гидроэлектростанция на краю плотины. Затем ответьте на следующие вопросы.

   Вода в плотине слева высоко. У него есть способность упасть. Какая энергия у воды?

   ---

   Вода имеет потенциальную энергию.

   Опишите передачу энергии по мере того, как вода стекает по выходу из плотины.

   ---

   Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию по мере того, как вода движется / стекает вниз.

   Затем проточная вода вращает турбину.Это механическая система. Какая энергия у турбины?

   ---

   Затем генератор передает энергию между двумя системами. Кинетическая энергия в механической системе передается кинетической энергии в электрической системе, поскольку она генерирует электричество. Какие части составляют электрическую систему на схеме?

   ---

   ---

   Электрическая система состоит из генератора, линий электропередач, а затем домов / зданий в городе.

   Что дает вся эта система? Другими словами, что получает город?

   ---

   Город получает электричество для работы бытовой техники, машин, оборудования, освещения и отопления.

• Потенциальная энергия — это энергия, которая хранится в системе.
• Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает объект, потому что он движется.
• Энергия измеряется в джоулях (Дж).
• Энергия не может быть создана или уничтожена. Его можно перенести только из одной части системы в другую. Это Закон сохранения энергии.
• Энергия передается внутри систем. Входящая энергия передается через систему, и энергия сохраняется.
• Существуют различные энергетические системы, такие как:
  • механические системы
  • тепловые системы
  • электрические системы
  • биологические системы
• Энергия также передается между различными системами.

Концептуальная карта

Заполните приведенную ниже концептуальную карту, заполнив несколько примеров объектов с потенциальной или кинетической энергией, о которых вы узнали в этой главе.

Мы изучим национальную электросеть более подробно в конце семестра.

Версия для учителя, показывающая некоторые примеры того, что учащиеся могут использовать для определения потенциальной и кинетической энергии. Есть еще много других примеров.

Что такое потенциальная энергия? Приведите два примера систем, обладающих потенциальной энергией [3 балла]

Это энергия, хранимая внутри системы.Есть много разных примеров потенциальной энергии. Вот некоторые примеры: предметы, которые удерживаются над поверхностью, эластичные ленты, которые были растянуты, батареи содержат потенциальную энергию.

Что такое кинетическая энергия? Приведите два примера систем, обладающих кинетической энергией? [3 балла]

Это энергия, которой обладает система, потому что она движется. Есть много разных примеров кинетической энергии. Учащиеся могут использовать в качестве примера любой движущийся объект.

Что означает Закон сохранения энергии? [1 балл]

Энергия не может быть создана или уничтожена. Он передается из одной части системы в другую.

Посмотрите на картинку ниже.

1. Какой мяч обладает наибольшей потенциальной энергией? [1 балл]

   ---

2. Объясните свой выбор. [1 балл]

   ---

1. Ball A имеет больше потенциальной энергии.

2. Мяч A выше, чем мяч B, относительно земли, поэтому у него больше накопленной энергии.

Завершите предложения, заполнив пропущенные слова. Напишите предложение полностью и подчеркните свои ответы.

1. Завод получает энергию от _____ и использует энергию для производства _____. Затем растение превращает часть сахара в _____ и хранит его в листьях, фруктах и ​​других частях.На заводе _____ энергия, которую вы можете получить, съев растение. [4 балла]

   ---

   ---

   ---

   ---

2. Когда самолет уносит парашютистов высоко в небо, он дает им _____ энергии. Когда они прыгают и падают в свободном падении, у них есть _____ энергии. [2 балла]

   ---

   ---

   Эти армейские парашютисты только что выпрыгнули из кузова самолета.

1. Растение получает энергию от Sun и использует ее для производства еды / сахара / глюкозы .Затем растение превращает часть сахара в крахмал и хранит его в листьях, фруктах и ​​других частях. У растения есть потенциальных энергии, которые вы можете получить, когда съедите растение.

2. После того, как парашютисты выпрыгивают из вертолета или самолета, при падении потенциальная энергия передается в кинетической энергии .

Нарисуйте схему передачи энергии, чтобы показать, как энергия попадает от Солнца в вашу пищу, а затем в вас.[3 балла]

Учащиеся должны нарисовать Солнце, затем растение, затем человека или другое животное, которое ест растение, а затем человека, которое ест животное.

Запускается прыгуна в высоту. Приближаясь к перекладине, она отталкивается от земли, отрывается от земли и летит над перекладиной. Затем она падает на большую подушку на земле.

Подумайте о ее прыжках с того момента, как ее ступни оторвутся от земли.Она поднимается в воздух, она почти останавливается, когда проходит через перекладину, а затем снова опускается.

1. Где у нее наибольшая потенциальная энергия? [1 балл]

   ---

2. Где у нее больше всего кинетической энергии? [1 балл]

   ---

3. Есть ли у нее немного потенциальной энергии и немного кинетической энергии в любой момент ее прыжка? Если вы ответите «да», назовите хотя бы одну точку, в которой это правда. [2 балла]

   ---

   ---

1. На вершине своего прыжка (так как это когда она находится выше всех над землей).

2. У нее наибольшая кинетическая энергия непосредственно перед тем, как она снова коснется земли / площадки (так как именно здесь она будет двигаться быстрее всего).

3. Да, в точках прыжка у нее есть как кинетическая, так и потенциальная энергия. Они идут вверх / вниз (либо).

Какой тип энергии содержится в каждой из следующих систем (кинетическая, потенциальная или оба типа)? [6 баллов]

1. Маунтинбайкер на вершине горы.

   ---

2. Бензин в накопительном баке.

   ---

3. Гоночный автомобиль, движущийся с максимальной скоростью.

   ---

4. Вода, стекающая с водопада, прежде чем попадает в пруд внизу.

   ---

5. Пружина в автомате для игры в пинбол до того, как она будет выпущена.

   ---

6. Работающий мотор холодильника.

   ---

1. Потенциальная энергия

2. Потенциальная энергия

3. Кинетическая энергия

4. Оба

5. Потенциальная энергия

6. Кинетическая энергия

1. В этом образе нагрева воды в подключенном чайнике задействованы две системы. Какие они? [2 балла]

   ---

2. Опишите передачу энергии внутри и между этими двумя системами. [2 балла]

   ---

   ---

1. Это электрическая система и тепловая система.

2. Электрический ток передает энергию нагревательной проволоке в чайнике, которая передает энергию воде, и поэтому молекулы воды получают все больше и больше кинетической энергии, пока вода не закипит.

Всего [32 балла]

12 занятий и уроков по изучению потенциальной и кинетической энергии

Используйте эти бесплатные планы уроков и практические занятия, чтобы вместе со студентами исследовать потенциальную и кинетическую энергию!

Что происходит, когда вы растягиваете резиновую ленту и отпускаете ее? Почему? Объяснение того, как энергия накапливается и передается и как это связано с движением и импульсом движущихся объектов, включает понимание потенциальной и кинетической энергии.Это область науки, в которой практические занятия по хранению, передаче и высвобождению энергии действительно помогают учащимся понять, что происходит. Когда ученики растягивают что-то, и оно летит вдаль, или катят шарик по бумажным американским горкам и смотрят, может ли он подниматься по наклонной петле, они видят науку в действии и могут исследовать на практике, как изменение различных переменных влияет на скорость, пройденное расстояние или импульс объекта.

Эти мероприятия и планы уроков, согласованные с NGSS, помогают преподавателям создавать практические возможности обучения, чтобы рассказывать о потенциальной и кинетической энергии в классе, в рамках дистанционного обучения или для самостоятельного или семейного исследования дома.

Примечание : Планы уроков Science Buddies содержат материалы для поддержки преподавателей, ведущих практическое обучение STEM со студентами. Планы уроков предлагают согласование с NGSS, содержат справочные материалы, внушающие уверенность учителям даже в областях, которые могут быть для них новыми, и включают дополнительные ресурсы, такие как рабочие листы, видео, вопросы для обсуждения и материалы для оценки.

Планы уроков и мероприятия по изучению потенциальной и кинетической энергии

1. 1.Бумажные американские горки

   С помощью урока (или упражнения) «Бумажные американские горки: кинетическая и потенциальная энергия» учащиеся создают свои собственные модели бумажных горок и исследуют, как сохранение энергии применяется с точки зрения гравитационной потенциальной энергии, кинетической энергии и трения. Что определяет, сможет ли шарик продержаться от начала американских горок до конца? Может ли это сделать петлю?

   Роликовые горки для бумаги — увлекательное занятие STEM!

2. 2.Катапульта с палкой для мороженого

   В упражнении «Построить катапульту из палочек для мороженого» учащиеся используют палочки для мороженого и изготавливают материалы, чтобы построить небольшую катапульту, а затем исследуют роль потенциальной и кинетической энергии в запуске ватного или бумажного шарика. Могут ли они использовать то, что они узнали об энергии, для успешного запуска по цели или над стеной «замка»?

3. 3.Палка для мороженого Chain Reaction

   В упражнении «Цепная реакция на палочку от мороженого» учащиеся создают взаимосвязанную цепочку из палочек-депрессоров для языка. Каждая палка, которую они помещают в цепочку, добавляет энергии. Чтобы установить цепочку, нужно проявить терпение, но финальная цепная реакция захватывающая!

   Цепная реакция на палочку от мороженого — STEM activity

4. 4.Пусковая установка бумажных самолетиков

   На уроке «Конструирование пусковой установки бумажного самолетика» учащиеся узнают о потенциальной и кинетической энергии, поскольку они используют процесс инженерного проектирования для создания пусковой установки бумажного самолетика. (Мероприятие также доступно для неформального использования.)

   Видео: Пусковая установка бумажных самолетиков

5. 5.Wall Marble Run

   В упражнении «Построить стену из мрамора» учащиеся узнают о потенциальной и кинетической энергии при строительстве мраморной стены из переработанных материалов и пустой туалетной бумаги или картонных тюбиков. Понимание того, как работает энергия, является ключом к созданию успешной мраморной дорожки!

6. 6.Автомобиль на резиновой ленте

   В упражнении «Построй автомобиль с резиновой лентой» учащиеся проектируют и строят автомобиль с колесами, сделанными из компакт-дисков (компакт-дисков), и осью, которая использует резиновую ленту для хранения и высвобождения энергии. Они узнают о потенциальной и кинетической энергии, заводя ось, и проверяют, как далеко едет машина.

7. 7. Мраморные американские горки

   В упражнении «Построим мраморные американские горки» учащиеся используют трубки из пеноматериала, чтобы построить другой вид американских горок, нежели бумажный.С помощью трубки легко создавать петли, но понимание энергии во многом связано с тем, сможет ли мрамор сделать это от начала до конца.

   Научный проект по мраморным американским горкам

8. 8.Мини-требуше

   В упражнении «Создание мини-требушета» учащиеся используют палочки для мороженого, резиновые ленты и другие обычные материалы для создания небольшого требушета. В средние века требушет был большей осадной машиной, чем катапульта. Как накапливается и высвобождается энергия при запуске требушета?

9. 9.Катапульта для настольного тенниса

   На уроке «Катапульта для настольного тенниса» учащиеся экспериментируют с катапультой для настольного тенниса, чтобы исследовать потенциальную и кинетическую энергию, запуская шарики для настольного тенниса. (Есть несколько студенческих проектов, в которых используется катапульта для пинг-понга, которые также могут быть полезны при изучении вашего класса.)

10. 10. Пусковая установка для ватных шариков

    В упражнении «Сделай пусковую установку ватных шариков» учащиеся используют переработанную туалетную бумагу или картонные трубки для создания забавного пускового устройства.

    Пусковая установка ватных шариков — забавное занятие STEM

11. 11.Воздушный шар

    С помощью урока или упражнения «Воздушный шар» учащиеся проектируют, строят и участвуют в гонках на воздушных шарах на автомобилях. Какой выбор дизайна приведет к наиболее доступной энергии для автомобиля?

12. 12.Качающийся маятник

    С помощью урока «Качающийся маятник» учащиеся узнают, как энергия преобразуется из потенциальной в кинетическую и обратно, изучая движение маятника. Какое отношение имеет высота качелей к энергии?

Примечание : Чтобы узнать о дополнительных действиях, связанных с обучением типам энергии и закону сохранения энергии, см. 26 экспериментов по обучению типам сбора энергии.

Тематические коллекции

Подобные коллекции помогают преподавателям находить тематические задания в определенной предметной области или находить задания и уроки, соответствующие требованиям учебной программы. Мы надеемся, что с помощью этих коллекций учителям будет удобно просматривать родственные уроки и задания. Для других коллекций см. Списки Teaching Science Units и Thematic Collections. Мы также рекомендуем вам просмотреть полные разделы «Занятия по STEM для детей» и «Планы уроков». Доступны фильтры, которые помогут вам сузить область поиска.

Вам также могут понравиться эти похожие сообщения:

Что такое механическая энергия? — Определение и примеры — Видео и стенограмма урока

Применение механической энергии

Давайте теперь рассмотрим несколько примеров механической энергии. Машина для сноса — отличный пример как потенциальной , так и кинетической механической энергии . Мяч для разрушения обладает потенциальной механической энергией, когда он поднимается в вертикальное положение над землей.Мяч может выполнять работу благодаря своему вертикальному положению. Теперь помните, работа выполняется, когда сила перемещает объект. В случае с разрушающимся шаром сила тяжести перемещает шар после того, как он выпущен. После того, как он выпущен, разрушающий шар содержит кинетическую механическую энергию, так как он может совершать работу за счет своего движения. Если разрушающий шар коснется здания, оно переместится. Он упадет.

Проведем эксперимент с механической энергией. Если вы смотрите это видео на каком-нибудь мобильном устройстве, например на ноутбуке, поднимите его примерно на шесть дюймов от текущего положения.Поздравляю! Вы только что продемонстрировали механическую энергию . Так что не позволяйте никому говорить вам, что вы не выполнили сегодня никакой работы. Сила, создаваемая вашими мышцами, переместила устройство, и это работа. Не перенапрягайтесь. Теперь вы можете положить устройство обратно.

Иногда механическая энергия перемещает объект, обладающий энергией. Например, когда человек отжимается, движется человек, а не Земля. Я еще не видел, чтобы кто-нибудь двигал Землей при выполнении отжиманий.В этом случае движется человек, а не Земля, потому что Земля неподвижна. Точно так же человек двигается, когда подтягивается. Здесь штанга неподвижна, поэтому приложенная сила из-за сокращения мышц перемещает человека, а не штангу — то есть при условии, что человек может создать достаточно силы, чтобы сделать подтягивание.

Резюме урока

Итак, механическая энергия — это энергия, которой обладает объект из-за его движения или положения. Энергия — это способность выполнять работу, а работа выполняется, когда сила перемещает объект.Механическая энергия бывает двух видов: кинетическая энергия , при которой объект имеет способность совершать работу, когда он движется, и потенциальная энергия , при которой объект имеет способность выполнять работу из-за своего положения. В любом случае механическая энергия — это способность совершать работу.

Результаты обучения

После этого урока вы сможете сделать следующее:

• Определить механическую энергию, энергию и работу и объяснить взаимосвязь между тремя
• Проведите различие между потенциальной и кинетической энергией и приведите примеры каждого из них

Практика:

Что такое механическая энергия? — Викторина с определениями и примерами

Инструкции: Выберите ответ и нажмите «Далее».В конце вы получите свой счет и ответы.

Что из следующего является примером потенциальной механической энергии?

Создайте учетную запись, чтобы пройти тест

Как участник, вы также получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков по математике, Английский язык, наука, история и многое другое. Кроме того, получайте практические тесты, викторины и индивидуальные тренировки, которые помогут вам добиться успеха.

Настройка займет всего несколько минут, и вы можете отменить ее в любой момент.

Уже зарегистрированы? Авторизуйтесь здесь для доступа

Иллюстрированная энергия

В этом упражнении учащиеся будут применять свои художественные навыки, чтобы рисовать примеры механической энергии в действии. Например, учащиеся могут выбрать автомобильный двигатель в качестве примера действующей механической энергии.Они рисовали бы иллюстрацию машины, едущей по улице, и могли бы включить забавные детали, например, себя или свою семью в машине. Им также следует написать подпись, объясняющую, как на иллюстрации показана механическая энергия. В этом примере ученик может написать: «Автомобиль — это пример кинетической механической энергии, потому что двигатель действительно работает, чтобы двигать машину вперед. На моей иллюстрации вы можете увидеть, как мой отец ведет машину, чтобы отвезти меня и моих братьев и сестер в школу. пляж!»

Проезд

В этом упражнении вы создадите три графических иллюстрации механической энергии.Для каждого из них вы должны выбрать сценарий, в котором используется кинетическая или потенциальная механическая энергия. Нарисуйте иллюстрацию примера, а затем включите описание из трех предложений того, как изображается энергия, и дополнительную информацию о сцене. Чтобы убедиться, что ваши рисунки соответствуют всем необходимым критериям, ознакомьтесь с критериями успеха ниже.

Критерии успеха

• На трех рисунках показана кинетическая или потенциальная механическая энергия.
• Используется по крайней мере один пример кинетической и один пример потенциальной механической энергии
• Каждая иллюстрация содержит описание сцены из трех предложений и объясняет, как изображается механическая энергия.
• Иллюстрации красочные и профессиональные

10 примеров использования механической энергии в повседневной жизни — StudiousGuy

Механическую энергию можно назвать энергией движения; поскольку он содержится в объектах, которые движутся или могут двигаться.В физической науке это сумма потенциальной энергии и кинетической энергии.

Формула механической энергии:

Механическая энергия = кинетическая энергия + потенциальная энергия

В нем говорится, что механическая энергия объекта в замкнутой системе остается постоянной, если она не находится под влиянием какой-либо диссипативной силы (например, трения, сопротивления воздуха), за исключением силы тяжести.

Давайте попробуем более ясно понять концепцию механической энергии, взяв несколько примеров из повседневной жизни.

Мяч для сноса — это большая круглая конструкция, которая используется для сноса зданий. Когда мяч находится на высоте, он содержит некоторое количество потенциальной энергии (запасенной энергии), и как только он падает, он также получает некоторое количество кинетической энергии. Когда разрушающий шар ударяется о разрушаемое здание, он прикладывает силу (в форме механической энергии), которая заставляет выполнять работу, как в данном случае снос зданий.

Каждый раз, когда мы используем молоток, чтобы, скажем, забить гвоздь и вбить его в стену, мы просто прикладываем некоторую силу к гвоздю с помощью молотка, что заставляет выполнять некоторую работу. В состоянии покоя молот не содержит кинетической энергии, а содержит лишь некоторое количество потенциальной энергии. Когда мы поднимаем молоток на некоторое расстояние от гвоздя перед тем, как ударить по нему, в игру вступает кинетическая энергия, и комбинация кинетической энергии и потенциальной энергии в молотке, называемая механической энергией, вызовет вбивание гвоздя в стену.Или мы можем сказать, что сила, прилагаемая молотком для работы с гвоздем, представляет собой механическую энергию, которая является суммой потенциальной и кинетической энергии.

Дротик — еще один пример механической энергии, наблюдаемой в повседневной жизни. Дротик работает по принципу упругой потенциальной энергии. Пружина, используемая в дротиках, состоит из накопленной упругой потенциальной энергии. Когда дротик заряжен, пружина сжимается. В этот момент дротик состоит из упругой потенциальной энергии.Благодаря этой энергии пружина может воздействовать на дротик с силой и выполнять работу, то есть перемещать дротик.

Ветряные мельницы — это конструкции, которые преобразуют энергию ветра в электрическую, и эта энергия затем поступает в наши дома. Но откуда эта энергия ветра приходит и вращает большие лопасти ветряной мельницы? Ветряные мельницы работают по принципу механической энергии и работы. Движущийся воздух (ветер) обладает некоторым количеством энергии в виде кинетической энергии (из-за движения).Эта энергия дает воздуху возможность работать с лопастями вентилятора. Движущийся воздух прикладывает силу к лопастям и позволяет выполнять работу, что приводит к их вращению. Таким образом, механическая энергия давала ветру возможность работать с лопастями вентилятора.

Этот интересный целевой вид спорта иллюстрирует еще один хороший пример механической энергии и работы, выполняемой объектом, обладающим ею. Шар для боулинга состоит из некоторого количества энергии в виде кинетической энергии, как только он начинает катиться к цели.Благодаря этой энергии мяч может работать с кеглями. Когда мяч попадает в эти целевые булавки, он (мяч) прикладывает силу (в виде механической энергии) и смещает их, тем самым вызывая выполнение работы. Следовательно, и здесь мы можем сказать, что механическая энергия дала шару для боулинга способность совершать работу с кеглями, вызывающими их смещение.

На гидроэлектростанциях электричество вырабатывается с помощью проточной воды.Гидроэлектростанции являются прекрасным примером использования механической энергии для выполнения работы. На гидроэлектростанции мы часто видим воду, бегущую по склону с огромной скоростью. Проточная вода выбрасывается с большой высоты, чтобы получить достаточное количество энергии, которая присутствует в виде потенциальной энергии гравитации (из-за высоты) и кинетической энергии (из-за движения). Вода, падающая со склона, затем ударяется о лопасти турбин, установленных на дне водопада.Механическая энергия воды позволяет ей работать с лопастями; в результате их вращения. Когда лопасти движутся, турбина преобразует механическую энергию воды в электрическую. Следовательно, механическая энергия дает воде возможность работать с лопастями турбины.

Человек, едущий на велосипеде, обладает некоторым количеством энергии в виде потенциальной химической энергии. Эта энергия используется велосипедистом для работы с лопастями велосипеда, прикладывая некоторую силу и позволяя велосипеду двигаться вперед.

Луна — единственный естественный спутник Земли, и она вращается вокруг Земли так же, как Земля, а остальные семь планет вращаются вокруг Солнца. Луна обладает потенциальной энергией из-за своего положения относительно Земли, а также кинетической энергией, поскольку она вращается вокруг Земли. Следовательно, мы можем сказать, что Луна демонстрирует высокую механическую энергию в виде потенциальной энергии и кинетической энергии из-за своего положения и движения соответственно.Механическая энергия системы Земля-Луна остается постоянной из-за закона сохранения механической энергии. Как объяснялось ранее, этот закон гласит, что механическая энергия замкнутой системы остается постоянной, если к ней не приложена внешняя сила, за исключением силы тяжести. Поскольку в космосе нет трения или сопротивления воздуха, механическая энергия системы Земля-Луна остается постоянной с ритмическим обменом между кинетической и потенциальной энергией в разное время месяца.

Электродвигатели присутствуют в большинстве бытовых устройств, таких как пылесосы, блендеры, стиральные машины, вентиляторы, кондиционеры и т. Д. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Например, когда мы включаем вентилятор, электродвигатель начинает преобразовывать электрическую энергию в механическую. Затем механическая энергия дает лопастям вентилятора возможность выполнять работу, и, следовательно, они начинают вращаться.Таким образом, мы можем сказать, что механическая энергия, преобразованная электродвигателем, была ответственна за работу, проделанную с лопастями.

Лук и стрела — еще один повседневный пример механической энергии. Когда стрела нарисована, она обладает энергией в виде упругой потенциальной энергии, а когда она высвобождается, лук передает кинетическую энергию из-за натяжения стреле, которая продвигает ее к цели. Обе эти энергии в сочетании дают стреле механическую энергию для движения и попадания в цель.Следовательно, механическая энергия стрелы совершала работу по цели, изменяя ее состояние.

Упругая энергия — Science World

Цели

• Общее описание характеристик эластичного материала.

• Объясните, что энергия не создается и не разрушается, а скорее преобразуется из одной формы в другую.

• Приведите примеры, демонстрирующие преобразование потенциальной энергии в кинетическую.

• Оцените эластичность различных материалов на основе их «отскока» высоты.

• Создайте простую игрушку, которая использует накопленную упругую энергию для движения.

Материалы

Фон

Энергия — это свойство любой материи, но что это такое?

Физики определяют энергию как «способность выполнять работу» (работа = сила x расстояние), но ее можно определить просто как «способность вызывать изменения» или «невидимые вещи, необходимые для того, чтобы что-то происходило».

Energy дает нам возможность что-то делать, например, взбираться на гору, играть в футбол и даже думать.Каждый раз, когда вы видите движение, используется энергия. Вы знаете, что энергия существует, потому что вы можете видеть или чувствовать то, что она делает, в одной из своих многочисленных форм.
Чтобы найти энергию, ищите:

• движение
• тепло
• свет
• звук
• химические реакции
• электричество.

Изучая резинки и удивительные вещи, на которые они способны, ваши ученики будут узнавать о кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая энергия — это энергия движения, то есть энергия, которой обладают все движущиеся объекты.Кинетическую энергию легко увидеть в движении объектов вокруг нас.

Потенциальная энергия , трудно увидеть. Это энергия, которая есть у чего-то только из-за своего положения. Например, если мы поднимаем объект против силы тяжести, он обладает потенциальной энергией, потому что он может упасть и «заставить что-то случиться».

Энергия не может быть создана или уничтожена, но ее можно изменить из одной формы в другую .

Когда вы включаете фонарик, химическая потенциальная энергия преобразуется в энергию света *.В случае резинки или пружины вы физически тянете или толкаете, чтобы преобразовать кинетическую (движущую) энергию в потенциальную энергию упругости. Чем больше силы вы прикладываете к нему, тем больше потенциальной энергии накапливается и тем больше кинетической энергии он производит, когда вы отпускаете его!

* Примечание учителя:
Когда энергия преобразуется из одной формы в другую, всегда будут другие непреднамеренные преобразования. Фонарик не просто загорается, он еще и нагревается! Это означает, что химическая потенциальная энергия была преобразована как в световую , так и в тепловую энергию.На самом деле очень трудно производить какие-либо преобразования энергии без преобразования некоторой энергии в тепло, что заставляет людей говорить, что «энергия теряется в тепло». Когда люди говорят, что энергия «потеряна», они на самом деле имеют в виду непреднамеренное преобразование.

Словарь

энергия : способность выполнять работу.
работа : мера того, когда сила прикладывается к объекту и заставляет объект двигаться.
force : толкающее или тянущее действие.
потенциальная энергия : Энергия, «хранящаяся» в объекте либо из-за его положения (т. Е. По отношению к земле), либо состояния (т. Е. Растянута или сжата в пружине или эластичной ленте).
кинетическая энергия : энергия движущегося объекта. Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, когда на объект действует сила.
сжатие : Любая сила, приложенная к центру структурных объектов.Это инженерный термин, используемый для обозначения напряжения.
напряжение : Сила, стремящаяся что-то растянуть или удлинить. Это термин, используемый против сжатия.
эластичность : Тенденция объекта возвращаться к своей исходной форме после растяжения или сжатия.

Другие ресурсы

Мир науки | YouTube | Передача энергии через импульс

Physics4Kids | Основы движения

Простая машинная задача | Национальное географическое общество

1.Представьте концепцию, согласно которой простые машины облегчают работу.

Скажите классу, что определение работы, используемое в науке, может отличаться от того, что большинство людей считает работой. Работа может быть определена как сила, умноженная на расстояние (работа = сила x расстояние). Попросите учащегося перенести книгу с одной парты на другую . Задайте вопрос: Соответствует ли эта работа научному определению? (Да, это работа.) Вы применяете силу на определенном расстоянии. Спросите: Делает домашнее задание по этому определению? (Нет, домашнее задание — это не работа.Толкать книгу по столу — это работа, потому что вы прилагаете силу (толчок) к книге на определенном расстоянии (длине стола). Вы никуда не торопитесь.

Представьте, что вы хотите, чтобы такой же объем работы выполнялся с меньшими усилиями. В этом примере это означает, что вы по-прежнему хотите, чтобы книга перемещалась с одной стороны стола на другую, но вы не хотите давить на нее так сильно. Если вы приложите вдвое меньшее усилие, чтобы толкнуть книгу, вам придется толкать книгу вдвое дальше, чтобы выполнить тот же объем работы.Или вы можете использовать простую машину, чтобы компенсировать разницу в прилагаемой вами силе. Объясните: люди часто используют простые машины, чтобы облегчить работу.

Познакомьте класс с названиями различных простых машин и покажите им изображение каждой из фотогалереи Simple Machines: рычаги, колесо и ось, шкивы, винты и наклонные плоскости. Скажите классу, что простые машины облегчают работу, увеличивая механическое преимущество. Скажите студентам, что примером механического преимущества является использование когтя молотка для удаления гвоздя.Небольшое усилие, приложенное к рукоятке молотка, создает большее усилие на конце молотка с когтями, что позволяет удалять упрямые гвозди.

Объясните: сложные машины, такие как роботы и автомобили, состоят из комбинации простых машин и других частей. Роботы — это сложные машины, состоящие из множества простых машин. Некоторыми примерами простых машин, которые используются в конструкции роботов, являются колеса и оси для мобильности, позволяющие роботам перемещаться с места на место, и руки роботов, которые являются рычагами, позволяют им манипулировать объектами.

Объясните, что ученики собираются попробовать простые эксперименты с простыми машинами, а затем использовать эти простые машины для решения задач.

2. Продемонстрируйте, как работают рычаги.

Создайте рычаг, прикрепив маркер лентой параллельно краю стола. Оторвите кусок малярной ленты, сделайте петлю и прикрепите к концу линейки. Поместите линейку на маркер в центре, как качели, а затем плотно прижмите теннисный мяч к ленте.Пригласите студента-добровольца продемонстрировать рычаг; Сначала попросите учащегося осторожно поднять мяч, приложив силу к концу рычага (линейки), противоположному мячу. Во-вторых, попросите ученика переставить рычаг (линейку) так, чтобы мяч находился как можно ближе к точке опоры (маркеру). Попросите ученика снова нажать на рычаг, чтобы поднять мяч. Наконец, переместите рычаг (линейку) так, чтобы шарик находился как можно дальше от точки опоры (маркера), оставив при этом часть рычага (линейки) прижатой.Попросите ученика нажать на рычаг, чтобы снова поднять мяч. Фотография каждого положения рычага доступна в фотогалерее Simple Machines Demonstrations.

Обсудите, что видел класс и что наблюдал волонтер. Спросите: Какая конфигурация рычага позволила легче всего поднять мяч? С какой конфигурацией рычага было сложнее всего поднять мяч? Какая конфигурация рычага переместила мяч дальше всего от исходного положения? Как рычаг обеспечивает механическое преимущество при перемещении мяча?

3.Студенты выполняют задание, используя рычаги.

Представьте себе испытание рычагом. Объясните, что каждая группа будет пытаться переместить теннисный мяч со стола в центр рулона малярной ленты на разном расстоянии. Ознакомьте с правилами. Руки нельзя использовать для перемещения мяча к воротам, но можно использовать руки, чтобы положить мяч на рычаг и управлять рычагом. Ничто не может быть использовано для закрепления шара на рычаге. Маркер нельзя сдвигать с края стола. Рулон малярной ленты нельзя перемещать без указания учителя.Победителем становится группа, которая перемещает мяч к центру рулона малярной ленты с трех разных расстояний с наименьшим количеством попыток.

Разделите класс на группы по 2-4 человека. Раздайте каждой группе следующие предметы: теннисный мяч, жесткую линейку, цилиндрический маркер и рулон малярной ленты. Попросите учеников прикрепить маркер параллельно краю стола, как ранее продемонстрировал учитель. Теперь попросите группы отмерить 24 см (9.На 5 дюймов) от маркера и поместите край рулона малярной ленты плоской стороной в эту точку.

Дайте группам несколько минут для совместной работы над различными идеями попадания мяча в ворота. Затем дайте пять минут исследованиям и экспериментам. Попросите учащихся записать в дневнике расстояние 24 см (9,5 дюйма) и набросать конфигурацию рычага, которая лучше всего работает на этом расстоянии, непосредственно под номером. Выполните те же действия на расстоянии 15 см (6 дюймов) и 5 ​​см (2 дюйма).Наконец, учитель будет наблюдать, как группы демонстрируют свои конфигурации рычагов на разных расстояниях. Группа с наименьшим количеством попыток после прохождения всех трех дистанций побеждает.

4. Студенты знакомятся со шкивом с помощью демонстрации.

Сообщите учащимся, что шкивы облегчают работу, уменьшая усилие, необходимое для подъема объекта. Попросите учащегося поднимать кувшин для молока, наполненный водой, только рукой.Затем попросите двух дополнительных учеников держать ручку метлы на уровне плеч между ними. Теперь привяжите тонкую веревку к ручке кувшина и дайте ей упасть на пол. Попросите ученика, который ранее поднимал кувшин, натянуть веревку на метлу и потянуть за конец веревки, чтобы поднять кувшин. Попросите учащегося описать разницу между двумя переживаниями. Теперь развяжите веревку от кувшина и привяжите один конец веревки к метле. Попросите двух учеников продолжать держать метлу на уровне плеч, в то время как другой доброволец продвигает свободный конец веревки через ручку кувшина, а затем обратно через метлу.Попросите того же ученика потянуть за конец веревки, чтобы поднять кувшин. Попросите учащегося описать различия в трех опытах. Фотографии второй и третьей ситуаций доступны в фотогалерее Simple Machines Demonstrations.

5. Учащиеся выполняют задание, используя шкивы.

Представьте себе шкив. Каждая группа будет поднимать металлические предметы с пола, используя спроектированную ими систему шкивов. Ознакомьте с правилами.В дизайне можно использовать только предоставленные материалы. Руки нельзя использовать для подбора предметов. Предмет, поднятый в воздух на высоту не менее 10 см (4 дюйма), можно снять со шкива руками. В конструкцию должны быть включены как минимум две катушки. Можно использовать ленту длиной не более 15 см (6 дюймов). Часть системы шкивов может быть прикреплена лентой к неподвижному объекту, например к столу.

Разделите класс на группы по 2-4 человека. Раздайте каждой группе следующие предметы: три пластиковые катушки; метр (3.2 фута) струны; магнит для пончиков диаметром 1¼ дюйма; различные мелкие металлические предметы, например скрепки; изоляционная лента; и три карандаша. Дайте группам время для совместной работы над различными идеями конструкции шкивов. Затем дайте от пяти до десяти минут исследованиям и экспериментам с материалами. Поощряйте студентов делать наброски идей в своих дневниках. В заключение каждая группа продемонстрирует учителю наиболее удачную систему блоков, разработанную группой.

6.Студенты знакомятся с колесом и осью.

Скажите учащимся, что колесо и ось используют вращательное движение для облегчения работы. Когда к колесу прилагается усилие, оно вызывает движение в оси, а когда оно прилагается к оси, оно вызывает движение в колесе. Попросите одного из учащихся взять за узкий конец воронки и катить им большой конец воронки по столу . Спросите: Это пример усилия, прилагаемого к оси или колесу? (На ось приложено усилие.Затем попросите ученика прикрепить конец веревки длиной 1 м (3,2 фута) к узкому концу воронки. Теперь попросите ученика повернуть воронку круговыми движениями, используя большой конец воронки. Спросите: Это пример усилия, прилагаемого к оси или колесу? (Усилие, приложенное к колесу.)

7. Студенты применяют знания о колесе и оси, чтобы выполнить задание.

Представьте себе проблему колес и осей. Каждая группа попытается переместить теннисный мяч на 3 метра (примерно 10 футов), используя конструкцию, включающую колесо и ось.Ознакомьте с правилами. Могут использоваться только предоставленные материалы. Нельзя касаться мяча после того, как он начал двигаться. Колесо и ось должны быть основным механизмом, с помощью которого достигается движение шара.

Разделите класс на группы по 2-4 человека. Раздайте каждой группе следующие предметы: два куска картона, примерно 57 г (2 унции) пластилина, две соломинки для питья, 30 см (12 дюймов) малярной ленты и 30 см (12 дюймов) веревки. Дайте группам время для совместной работы над различными идеями перемещения мяча.Затем дайте десять минут исследованиям и экспериментам. Поощряйте студентов делать наброски идей в своих дневниках. Когда все группы будут готовы, они будут соревноваться, чтобы определить, какая конструкция может переместить мяч на наибольшее расстояние. Дайте группам пять минут на реинжиниринг или ремонт своих автомобилей после первого теста и протестируйте его во второй раз.

8. На простых машинах учащиеся конструируют робота на бумаге.

Попросите класс представить, как простые машины, с которыми они экспериментировали, можно было использовать для создания различных рабочих частей робота.Задайте следующие вопросы: Как можно использовать рычаг? (Возможно, как часть руки или ноги.) Как насчет шкива? (Его можно использовать для управления захватом на руке робота.) А как насчет колеса и оси? (Его можно использовать как часть модуля мобильности.) Попросите учащихся создать чертежи своих собственных роботов, включающие все простые машины, с которыми они экспериментировали в классе.

Неформальная оценка

Соберите чертежи роботов-учеников, чтобы убедиться, что все необходимые простые машины включены и применяются надлежащим образом.

Расширение обучения

Предложите учащимся найти в классе образцы рычагов, шкивов, колеса и оси. Некоторые распространенные примеры рычагов — ножницы, дыроколы и слив на унитазе в ванной. Общие примеры шкивов включают подъемный механизм на жалюзи и механизм, используемый для подъема флага на флагштоке. Некоторые неожиданные примеры колеса и оси — диспенсеры ленты, дверные ручки и внутренняя работа точилок для карандашей.Более распространенными примерами колеса и оси являются колеса тележек и лопастной механизм вентиляторов. Предложите студентам рассказать о случаях, когда они использовали рычаги, шкивы и / или колесо и ось для выполнения работы.

Проекты теплопередачи для детей

Проекты теплопередачи — захватывающий и увлекательный выбор для вашей следующей STEM-деятельности. Детям нравится, когда эти проекты тяготеют к природе. К тому же они предлагают множество практических жизненных навыков. Например, как построить естественный солнечный обогреватель, или как замедлить потерю тепла, или как приготовить лепешку с наукой !

Эксперименты по теплопередаче на Science Fair

Что вы узнаете из этой статьи!