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《走近离心力》 研学课程教案(60分钟)

来源:原创 查看: 时间:11-30 17:32

指导单位:珠三角研学产业发展研究所

编辑单位:衢州莲合研学文化发展有限公司

年龄段:10——12

负责老师:X老师

一、课前准备:(1分钟)地点:暂定

大家好,我是本次研学的指导师,X老师,欢迎大家来体验《走近离心力》研学课程。

同学们都见过或者玩过旋转过山车,过山车往往有回形轨道,乘客在体验的时候,过山车经过顶部,呈现头竖直朝下的状态,非常惊险刺激。那为什么人不会掉下去呢?今天我们就一起来探究一下!

二、离心力知多少14分钟)地点:暂定

活动目标:

理解离心力的概念、现象

活动准备:

PPT、玻璃杯、乒乓球、盒子、纸杯、水、绳子

课程开始前,我们先做两个小实验。

实验一:老师这里有一个玻璃杯、一个乒乓球和一个盒子,同学们想一想,怎么在手不接触乒乓球的情况下,用玻璃杯把乒乓球运进盒子里?

……

你们真的是各显神通,老师这里有一个最快的方法,仔细看哦!把玻璃杯口朝下,罩住乒乓球,然后顺着一个方向旋转玻璃杯,你们看,小球自然而然就可以听从我们的指挥了,是不是很神奇呢?同学们谁想上来尝试一下?

……

实验二:老师这里有一个纸杯,和一根绳子,杯子里装了很多水,同学们思考一下,杯子在什么样的情况下360°转动,而杯中的水不流出来呢?只能用面前的材料哦!

……

同学们真聪明,来一个上来试一试,把绳子固定在纸杯上,然后拉动绳子让纸杯在空中360°旋转。看,水没有撒出来哦!想感受一下同学也可以上台试一试!

……

10分钟)

好了,同学们你们知道为什么球在玻璃杯里不掉下来,水在纸杯里不洒出来吗?

物体在旋转过程中, 会产生一种背离旋转中心的力, 这就是离心力。当旋转玻璃瓶时,带动球旋转,球被离心力压到了瓶壁上,产生要突破旋转轨道外逃的倾向。而比较窄的瓶口能阻止球被甩出去,所以球不会掉落。

如果停止(或减慢)瓶子的圆周运动,离心力消失,此时球就会从瓶子内掉出来。

这也能解释老师最开始问的问题,过山车经过顶部,呈现头竖直朝下的状态,为什么人不会掉下去呢?

因为过山车快速运动到圆形轨道的最高点的时候,过山车会被离心力压到轨道上,不会掉下来哦!

我们把离心力的现象叫做,离心力运动。是指物体有远离中心运动的现象通过刚刚的小实验同学们能理解吗?

三、生活中的离心力10分钟)地点:暂定

活动目标:

了解离心力在生活中的应用

活动准备:

PPT  

有趣的离心力经常发生在我们周围,比如:水滴会随着旋转的雨伞甩出;坐车转弯时车门会对你有一个推力……想一想,我们生活中还有哪些事物或现象有类似的原理?

拖地板所用的甩干式拖把、洗衣机、旋转木马、陀螺、印度飞饼......

对的,我们一起用离心力详细的解释一下这些现象吧!

洗衣机的甩干功能

这是离心力在生活中常见的一个应用。在洗衣机甩干时,滚筒高速转动,衣服中的水分因为离心力而被甩走。因为洗衣机转筒上有小孔,衣服不会被甩走,而水珠子经过小孔就被甩走了。这样就使水分和衣服脱离,达到甩干衣物的效果。

 

 

流星锤

 相信大家在武侠电视剧中都见过各路英雄舞动流星锤帅气的样子。流星锤是一种将金属锤头系于长绳一端或两端制成的软兵器实际上流星锤也是对离心力的一种应用。

 

街边美味棉花糖

 

 

这样的街边小吃,应该很多人也都不陌生。制作原理也十分简单:棉花糖机利用高温让糖的结构发生变化,高速运转的机器通过离心运动让糖从小孔中喷射出来,这个时候用一根棍子在出丝口不停旋转,就能诞生棉花糖啦。

 

并且目前的棉花糖造型正在不断进阶当中……

 

 

 

健康减肥沙拉

当我们在制作沙拉的时候,蔬菜上如果带着水,就会十分影响口感。因此在清洗好沙拉之后,我们会使用这样一个厨房神器来甩干蔬菜。

 

 

显然这和洗衣机甩干原理有着惊人的一致。

 

香甜蜂蜜

蜂蜜的制作过程也用到了离心原理。

养蜂人会在蜂箱中放置一块块养蜂板,供蜜蜂筑巢产蜂蜜。当养蜂板上存满蜂蜜之后,会使用摇蜜机来收集养蜂板上的蜂蜜。

 

 

 

蜂蜜在离心力的作用下,从蜂板中甩出,流入离心分离机的底部,进入蜂蜜收集桶内,从而进入我们的餐桌。

 

美味的诞生需要离心力,想亲身尝试一下离心力也并不难,下面就提供两种途径来感受下在离心机里的时候是啥样的。

 

游乐园旋转飞椅

 

坐上去就会围绕着固定柱子不停旋转的游乐设备。柱子转动的速度越快,人也就会被甩得越高。

此时此刻就把自己想象成离心机里的一个样品,旋转,跳跃,闭上眼……

 

 

速度与激情—弯道驾驶

类似的还有高速行驶的赛车,经过弯道时会有被甩出去的感觉,实际上这也是由于离心力的作用。

 

不过,即便你是一位老司机,想要体会弯道超车时的离心力,建议在专业的场地。一言不和在马路上飙车可是不被允许的。

 

离心机

 离心机是利用离心力对混合液(含有固形物)进行分离和沉淀的一种专用仪器。实验室常用电动离心机有低速、高速离心机和低速、高速冷冻离心机等多种型号,应用广泛,是生化实验室用来分离制备生物大分子必不可少的重要工具。

 

     

 

那么在生活中离心力过大,会有什么风险隐患呢?

比如:在高速公路上,汽车行驶速度非常快,车在转弯时离心力很大,非常容易发生交通事故。

所以,同学们思考一下怎么解决

嗯,我们可以增加路面一侧的高度,右转弯时,增高右侧路面的高度,利用坡度,让车的重力抵消相应的离心力,保证行驶的安全。

四、自制甩干机30分钟)地点:暂定

活动目标:

自制甩干机

活动准备:

自制甩干机材料包(甩桶、甩篓、海绵、开关、电机、电池盒、螺孔板、电机卡座~

学习了离心力的概念,我们一起制作一个利用离心力工作的甩干机吧!

制作方法:

1、先把电机、开关、电池盒用导线连接起来,可以装一下电池看电机能不能转动,检查一下防止接触不良~

 

2、把电池盒、电机和开关固定在螺孔板上~

 

3、安装甩桶,可以用双面胶固定一下底部。

 

4、安装甩篓,这就是洗衣机的脱水部分,湿衣服就放在里面。

 

5、洗衣机开始脱水啦!效果棒棒哒!当把开关停下来后,再去检查湿衣服是不是干了!

 

这个小制作,模拟了脱水机的工作原理。让它快速旋转时,就会产生离心力,湿海绵里面的水就在这个力的作用下,被甩了出去。这样比起用手来拧干水好得多。

 

现在老师给你们每人发放一份材料包,你们在制作的过程中,有不懂的举手问老师哦!

 

收获与分享(5分钟)

同学们真棒,进过一节课的学习,有同学可以和老师分享一下今天的收获或者感想吗?

说的都不错,今天的家庭任务是为离心力用文字和图片设计一个画报哦

、结束语

今天的研学课程到这里就结束啦!非常感谢同学们陪老师度过的愉快时光,期待我们下次再见!

、课程反思



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