第十一章　简单机械实践　制作“龙骨水车”模型----2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

一、项目提出

老师用多媒体展示龙骨水车的工作视频。

在我国古代就开始应用龙骨水车来灌溉农田,很多诗人在作品中就记录了它。如宋代梅尧臣就作诗《和孙端叟寺丞农具十五首水车》,其内容为:

既如车轮转,又若川虹饮。

能移霖雨功,自致禾苗稔。

上倾成下流,损少以益甚。

通过所展示视频,了解龙骨水车在生产、生活中的应用激发学生的学习兴趣

汉阴抱瓮人,此理未可谂。

老师介绍其历史背景和在农业灌溉中的重要性,激发学生的学习兴趣。

二、项目分析

1.查阅资料,了解我国古代“龙骨水车”的工作原理及装置结构。

2.制作“龙骨水车”模型。

3.尝试革新“龙骨水车”。

明确本节课学习任务

三、项目实施

任务一:查阅资料,了解我国古代“龙骨水车”的工作原理及装置结构

1.文献记载:“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一,是一种历史悠久的提水设施,相当于现代的抽水机,《天工开物》中有“数尺之车,一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已”的记载。

2.构造分析:由水槽、刮水板、木链条、木齿轮、脚踏等组成,其主要结构如图所示。水车安放在河边,下端水槽和刮水板直伸水中,另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上,用时踩动脚踏部分或用手摇动摇杆使木齿轮转动,通过木链条带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田地。

3.龙骨水车的机械原理主要基于链传动和轮轴原理。

龙骨水车的主体结构是一个带有刮板的木制链条,这些刮板安装在木链条上,形成类似龙骨的形状;轮轴原理方面,水车通常有一个较大的主动轮和一个较小的从动轮。主动轮由水流、人力或畜力驱动。木链条运动起来,木链条和轮轴的动能转化为水的重力势能以及各部件摩擦时产生的内能。当主

跨学科实践切入点,历史、文学、物理、农学等

小组合作学习龙骨水车的历史、结构、工作原理和工作过程,加深对物理知识的理解,突破重点

动轮转动时,通过木链条带动从动轮转动。

在工作时,刮板在水槽中随着木链条的转动而依次刮水上升。当刮板从低处升到高处时,就将低处的水带到高处,实现了水的提升和输送。链传动保证了刮板能够连续不断地进行刮水动作,使得提升水的过程持续进行。

这种设计巧妙地利用了简单的机械原理,实现了从低处向高处提水灌溉的功能,在古代农业生产中发挥了重要作用。

任务二:制作“龙骨水车”模型

1.学生分组讨论龙骨水车模型的设计方案,包括材料选择、结构布局、传动方式、安全与维护等。

2.绘制设计图:引导学生使用简单的绘图工具,如直尺、圆规等,绘制龙骨水车的设计图。设计图应包括各部件的尺寸、比例和组装方式。

3.材料准备与工具使用

(1)材料准备:切割工具(如锯子、打孔器、电钻、热熔器等)、测量工具(如尺子、量角器等)、强力粘合剂、细尼龙绳,及收集的铁管或竹签、木材(建议选择轻质且易加工的木材)等。

　(2)工具使用教学

讲解并演示如何安全有效地使用木工工具,如锯子、砂纸等。强调使用工具时的安全注意事项。

4.动手制作

附:制作案例展示

【制作过程】

(1)设计:根据上网收集或老师给予的数据材料,在纸上设计构成部件的形状、样式。

(2)加工:选取合适材料根据设计样本制作元件;可将设计样稿用胶水黏贴在材料上制作。

(3)组装:根据卯榫孔或用强力粘合剂将元件组合成模型。

【活动评估】对于不稳定的材料可先用胶带黏贴在材料表面,易于做出形状;需要活动的部件不适合用强力粘合剂固定;相同的部件可批量制作。

5.测试与优化

(1)性能测试:将制作好的龙骨水车模型放入水中进行测试,观察其提水效果和稳定性。

小组合作设计制作龙骨水车模型,增强学生的团队意识和沟通能力