内容正文:
第四节
设 计 塔 台 模 型
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建立模型是工程设计中的重要环节,工程师常通过建立模型来测试他们的设计。从这节课开始,我们也要像工程师一样,设计、制作、测试、评估、改进塔台模型,经历建造塔台的过程。让我们从设计塔台开始吧!
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对于塔台的设计要求,学校给定了要求,我们能按照要求来设计这座塔台吗?
塔台模型建造要求: 以小组为单位,用材料制作一个高 60 厘米的塔台(底部不得粘在桌面上)。要求进行图形和文字的设计,使用所给的材料,塔台必须保证站立且能承受一定的重量和风力,并具有一定的抗震能力,还要尽量节省材料。看一看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。
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塔台模型建造要求:
(1)塔台高度60厘米。
(2)底部能够移动。
(3)坚固并有承重能力。
(4)具有抗风抗震能力。
(5)节省材料。
(6)美观。
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(1)设计图纸清楚明了,有条理,表达方式全面,有文字、图画、数字、标记等。
(2)小组分工明确、系统,有序开展设计活动。
(3)高度、安全、承重是必须要达到的要求。
(4)底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
(5)成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
塔台模型建造要求解读:
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塔台模型所需材料(每组):
70根20厘米
长的吸管
剪刀
胶带
尺子
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制定方案1:依据评价表思考问题
1.为了尽可能达到60厘米的塔高,你们的设计是如何考虑材料使用的?
2.哪些设计是为了稳固塔台模型?
3.如何保证塔台不倒下?如何保证塔台的倾斜角最小?
4.什么因素会导致塔台产生倾斜角?
5.如何保证塔台能抵御大风的或一定级别的地震?
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制定方案1:依据评价表思考问题
1.为了尽可能达到60厘米的塔高,你们的设计是如何考虑材料使用的?
采用框架结构,调整好吸管的拼接角度
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制定方案1:依据评价表思考问题
2.哪些设计是为了稳固塔台模型?
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制定方案1:依据评价表思考问题
2.哪些设计是为了稳固塔台模型?
自己制作框架试一试。
在受到相同的外力作用时,三角形框架较稳定,不易变形;四边形框架不稳定,易变形;在四边形框架中添加斜杆,把一个四边形框架变成两个三角形框架,增强承重、抗震能力。
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制定方案1:依据评价表思考问题
2.哪些设计是为了稳固塔台模型?
采用三角形结构、
把底部面积做得尽可能大、
接口处固定牢固等
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制定方案1:依据评价表思考问题
3.如何保证塔台不倒下?如何保证塔台的倾斜角最小?
采用底部加重的方法可以保证塔台不倒下。
控制好立柱的高度且尽量等高可以保证塔台的倾斜角最小
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制定方案1:依据评价表思考问题
4.什么因素会导致塔台产生倾斜角?
立柱的高度差过大(立柱不等高)、接口处不牢固等因素会导致塔台产生倾斜角。
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制定方案1:依据评价表思考问题
5.如何保证塔台能抵御大风的或一定级别的地震?
采用底部加重的方法来达到防风效果,采用底部加上滚球或弹簧的方法来达到抗震效果。
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制定方案2:设计活动
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制定方案3:设计成果
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研讨一:我们的设计方案完备吗?是否考虑到了各个因素?
我们的设计方案不是很完备,有的因素没有考虑到,比如,没有考虑到塔台顶端承重力等。
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研讨二:我们的设计方案还有需要调整的地方吗?打算怎样进一步调整?
我们的设计方案还有需要调整的地方,比如,四个侧面可以只制作两面,另外两面可以按照同样的样式进行拼装,这样在保证稳固的同时又节约成本;底部可以增加金属钩码,从而增大底部质量来提高抗风、抗震能力……
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课堂小结
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