内容正文:
第一单元小小工程师(知识点+专题训练)
知识点:
1、住房都是有一定结构的,根据需求不同结构也会存在差异。
2、建造房屋时需要经历不同的阶段,其中核心阶段是设计,住房由供水、排水、供暖、供电、承重、、采光、通风、网络多个系统组成。
3、住房建造的主要过程:①选址;②设计;③建造;④验收。
4、港珠澳大桥中的港珠澳分别指香港、珠海、澳门三个地区,港珠澳大桥全长55千米,四集桥、岛、隧为一体的世界最长的跨海大桥。
5、像轻轨建设、小区建设、航天飞机等都属于工程,这些建设的实施离不开技术的支持。
6、中国天眼是我国研发的,世界上直径最大的射电望远镜,它位于中国贵州省。
7、搭台是可以移动的,在搭台下方加装滑轮可以增加搭台的实用性,建造搭台需要考虑的因素有:建搭位置、使用材料、搭的设计(塔高、塔型、实用性、安全性等)成本预算、人员分工、时间分配等。
8、竞标的两项重要标准是项目成本和项目安全性。
9、制作竞标书时,我们可以用画图、文字、标记、数字等形式,使小组的标书更有竞争力。
10、工程设计中蕴含着一定的科学知识。
11、建造搭台,必须做到稳固,搭台的底部比顶部要大。
12、搭台设计时多利用三角形结构是因为三角形具有稳定性,且承重能力最好。
13、我们制作的搭台模型要与设计方案相一致。
14、在搭建搭台模型时,吸管和吸管之间用胶带固定。
15、建造搭台模型时要控制好立柱的高度,尽量等高,可以防止塔台的倾斜。
16、我们一般用地震模拟仪去检测搭台的抗震能力。
17、在一项工作中,测试是重要环节,它是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。
18、在检测搭台时,搭台的外观以及组内成员之间的分工合作也要进行评分。
19、每组我针对本组和其他小组建造的搭台模型进行交流评估。
20、通过测试可以发现模型的不足,增加三角形结构可以提高模型的承重能力,增加底部面积或重量可以提高模型的抗风抗震能力。
21、减少不必要的吸管结构,不但能使搭台模型的外观更美观,还能增强承重能力,降低成本。
专题训练:
一、选择题
1.朝向是房屋设计、建造时需要考虑的问题,它主要影响房屋的( )。
A.排水系统 B.采光系统 C.供电系统
2.在提高塔台模型的抗风能力时,我们可以( )。
A.增加底面的重量和面积
B.增加整体的高度,减少底面的重量
C.减少整体的高度和底面的重量
3.塔台模型搭建的顺序是( )。
A.底座搭建、侧面搭建、整体搭建
B.侧面搭建、整体搭建、底座搭建
C.侧面搭建、底座搭建、整体搭建
4.下列关于评估改进塔台模型活动的说法中错误的是( )。
A.工程设计评估改进时,我们一定得听取所有人的意见进行改进
B.工程设计评估改进其实是一个自我反思、相互取长补短的过程
C.工程的评估改进,需要集合多人的智慧共同协作完成
5.学校创客节有一项是萝卜搭高比赛。提供的材料有1根胡萝卜和100根牙签。要想搭得高且稳定,下列做法正确的是 ( )。
A.搭的时候上下一样大
B.牙签与胡萝卜块的接口处要固定牢固
C.大的胡萝卜块放在上层,小的放在底层
6.下列住房系统中,不存在直接相互作用关系的是( )。
A.给水系统和排水系统
B.网络系统和电路系统
C.煤气系统与采光系统
7.2024年五一假期期间,虹桥公园迎来开门“虹”,日均接待游客量超4万人次,创下自开园以来的新一轮流量高峰,成为光明区旅游景点中名副其实的“顶流”。( )是虹桥公园建造时需首要考虑的因素。
A.景观设计 B.安全保障 C.环境协调
8.一项大工程要在限制条件下进行设计,限制条件不包括( )。
A.时间、费用 B.环境、可用材料 C.外观、颜色
9.某工程要在山上建造一座高塔,从安全稳固的角度考虑,位置最合适的是( )。
A.左侧山腰陡坡处 B.山顶 C.右侧山腰平洼地
10.小林组在经历完一系列的塔台评估活动后,其他小组指出小林组的塔台模型存在一些不足,小林组应该( )。
A.直接宣告制作失败,一切从头开始
B.将问题记录下来,组内研讨后进行改进
C.直接篡改评估数据,使塔台符合标准
11.塔台中多使用( )结构可以使塔台更稳定。
A.长方形 B.平行四边形 C.三角形
12.下列关于住房建造的主要过程,按先后排序正确的是( )。
①选址 ②建造 ③设计 ④验收
A.①③②④ B.④③①② C.④①③②
二、填空题
13.住房由供水、供暖、 、电路等多个系统组成。
14.在一项工程中, 是重要环节。制定塔台竞标标书时,竞标的要点是 和 ,这两者的和谐统一是工程设计的关键。
15.工程设计建设具有复杂性,系统性和 。
16.工程师在建立塔台模型时,一般要经历设计、 、测试、评估、 塔台模型的过程。
17.制作塔台模型时,吸管用量过多会导致 , 。
18.在厨房中,必须要有的系统是 、 、 、 、供水等系统。
三、判断题
19.小组任务做车模时自己玩就行,没必要倾听同学们的意见和建议。( )
20.工程要反复评估改进,不断完善,才能达成最终的工程要求。( )
21.四边形框架不稳固,容易变形,增加斜杆变为三角形就会较为稳固。( )
22.机场建造的控制塔是设置于机场中的航空运输管制设施,它的主要特点是视野更广阔。( )
23.小组交流评估塔台模型时,不仅要重视自己做的模型结构有哪些优点,没必要关注缺点的改进。( )
24.“中国天眼”工程包含了大量的科学原理,应用了大量的科学技术。没有科学技术的支撑,是不可能完成这么浩大的工程。( )
四、连线题
25.请将塔台模型测试与其对应的评分标准连线。
塔高 使用电风扇三挡风力吹动塔台情况
顶端承重 塔台模型高度是否达标
抗风能力 放置相同重物的数量
抗震能力 塔台结构是否合理,外形的美观程度
美观 使用专业地震模拟仪器,测试三挡强度的抗震情况
五、简答题
26.你能写出所了解的我国两个宏大的工程吗?
27.设计生态建筑时,应注意哪些问题?
28.学习了工程知识,你对于中国一些宏大工程应该有所了解。请你选择其中的一个为例谈谈你对工程的认识,并说说要经历哪些工作阶段?
29.框架结构铁搭有什么特点?(至少写出2点)
30.港珠澳大桥的桥梁和隧道需要岛屿连接,但是这片海域上没有任何可用的岛屿,工程师们是怎样解决这一限制条件的?
六、实验题
31.在研究制作景区瞭望台的塔台模型时,华华所在小组的同学用吸管制作了以下四种模型:
围栏防护型 脚手架型 底托抗震型 金字塔型
(1)你觉得其中最符合要求的模型是( ),理由是( )。
(2)下面是塔台模型的各种测试场景,其中属于承重能力测试的是( )。
A. B. C.
(3)在制作塔台模型时, 梦梦不小心将一根吸管折弯了,将弯管恢复成直管后承重能力将( )(填“变大”“变小”或“不变”)。对于这根吸管,正确的处理方法是( )。
A.用胶带将弯折处缠绕一圈,用来制作立柱
B.用胶带将弯折处缠绕一圈,用来制作斜支撑
C.用剪刀从弯折处剪断,用来制作模型的护栏
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《第一单元小小工程师》参考答案
1.B
【详解】一个工程通常有多个系统组成。住房的基本系统包括供排水系统、供电系统、供暖系统、采光系统、通风系统、燃气供应系统和供电系统等。朝向是房屋设计、建造时需要考虑的问题,它主要影响房屋的采光系统。故选B。
2.A
【详解】提高塔台模型的抗风能力主要是通过增加其稳定性来实现。增加底面的重量和面积可以降低重心并增加接地面积,从而提高塔台的稳定性和抗风能力。相反,增加整体高度会使重心升高,减少底面的重量会降低稳定性,这些都不利于抗风能力的提高。
3.A
【详解】制作塔台模型时,要按照设计图纸制作模型。我们要按从下往上的搭建顺序来制作塔台模型,搭建塔台的顺序是底座搭建、侧面搭建、整体搭建。
4.A
【详解】A.工程设计评估改进时,我们一定得听取所有人的意见进行改进,错误;工程设计评估改进时,虽然需要听取多方意见,但并不一定要听取所有人的意见进行改进;
B.工程设计评估改进其实是一个自我反思、相互取长补短的过程,正确;
C.工程的评估改进,需要集合多人的智慧共同协作完成,正确。
5.B
【详解】A.搭的时候上下一样大,错误;搭的时候应该上小下大,有利于稳定;
B.牙签与胡萝卜块的接口处要固定牢固,正确;
C.大的胡萝卜块放在上层,小的放在底层,错误;小的胡萝卜块放在上层,大的放在底层,这样上小下大,有利于稳定。
6.C
【详解】在生产生活中,人类为了满足自己的需要,对已有的物质材料和生活环境加以系统性的开发、生产、加工、建造等,这便是工程。住房所具有的系统:供水、供电、排水、电路、煤气、供暖、网络等。住房的各个系统之间存在整体相互作用。如给水系统与排水系统相互关系,电路系统与网络系统相互关系。煤气系统与采光系统之间不存在相互作用关系。故选C。
7.B
【详解】工程是为了满足人们的需要运用科学和技术进行设计,解决实际问题和制造产品的活动。工程是要统筹考虑,协调平衡多种制约因素,具有复杂性。工程建设过程的相似步骤中的限制条件包括时间、费用,可用材料,环境,抵抗自然界的破坏能力等。虹桥公园也是一项工程,所以安全保障是虹桥公园建造时需首要考虑的因素。
8.C
【详解】工程是为了满足我们的需要设计和使用技术,解决实际问题和制造产品的活动。工程建设的步骤:明确一个要解决的问题;在限制条件下进行设计;制作一个模型(画或写解决方案);测试这个模型、评估并改进;实施建设。限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等,不包括外观、颜色。
9.C
【详解】高塔不倾倒的秘密是上小下大、上轻下重的物体稳定性好。人们在建造高塔时,塔的底座一般都比塔身要大,这是为了增加高塔的稳定性,这是高塔结构的特点之一。在建造高塔时,我们主要考虑的是塔的稳定性。建造高塔时,选址也很重要。某工程要在一座山上建造一座高塔,从安全稳固的角度考虑,最合适的是右侧山腰平洼地。故选C。
10.B
【详解】实验过程中遇到问题,应该将问题记录下来,进行问题研究,探讨问题是如何产生的,该如何去改进。选项B正确。
11.C
【详解】通常,结构由支架构成,三角形支架最稳固、结实,所用材料也最少。塔台中多通过架梁的方式增加其三角形结构,使它变的稳定。故选C。
12.A
【详解】住房建造过程是一项复杂、整体、协调的有机体,每个阶段的工作都有其重要作用与价值,住房建造的过程:明确任务→选址→设计→建造→验收。A选项符合题意,选A。
13.采光
【详解】住房是一个复杂的结构,它由多个功能性部分组成,这些部分包括供水系统、供暖系统、电路系统和采光系统等。每个部分都可以被视为一个独立的系统,共同构成了完整的住房功能。
14. 建立模型 项目成本 项目安全性
【详解】在一项工程中,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。我们在制作塔台的时候,要制订塔台竞标书。制订塔台竞标书时,竞标的要点是项目成本和项目安全性,这两者的和谐统一是工程设计的关键。
15.科学性
【详解】工程是为了满足人们的需要运用科学和技术进行设计,解决实际问题和制造产品的活动。工程的关键是设计,它需要经历不断改进的往复过程,直至满足建造要求。工程是要统筹考虑,协调平衡多种制约因素,工程设计建设具有复杂性,系统性和科学性。
16. 制作 改进
【详解】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。工程师在建立塔台模型时,一般要经历设计、制作、测试、评估、改进塔台模型的过程。
17. 成本过高 浪费材料
【详解】制作塔台模型时,吸管用量过多会导致成本过高,浪费材料。在制作塔台模型的过程中,吸管作为主要的建筑材料之一,其使用量的控制对于整个模型的成本和材料利用效率有着直接的影响。如果吸管用量过多,不仅会增加材料的消耗,还会导致制作成本的上升。因此,为了有效地利用材料并控制成本,应当在保证塔台稳定性的前提下,尽量减少不必要的吸管使用,避免浪费。
18. 采光 供电 供暖 新风
【详解】我们的住房是由住房结构和住房系统构成的,两者缺一不可。住房的基本结构主要包括房屋的框架、承重、户型、采光等;住房的基本系统的有:水力系统、电力系统、采光系统、新风系统等。在厨房中,必须要有的系统是采光、供电、供暖、新风、供水等系统。
19.×
【详解】合理分工,能够更好地完成任务。小组成员们在制作过程中要做好分工,以便更快更好地完成任务。制作车模时完全不用听取小组其他成员的建议,自己想怎么做就怎么做,这样容易犯错,而且耗时长。
20.√
【详解】工程建设的步骤:明确一个要解决的问题;在限制条件下进行设计;制作一个模型(画或写解决方案);测试这个模型、评估并改进;实施建设。工程设计要反复评估改进,不断完善,才能达成最终的工程要求。
21.√
【详解】四边形加斜杆后,变成了三角形,因三角形具有稳定性,所以不易变形,更稳固。故正确。
22.√
【详解】控制塔是机场中用于航空运输管制的设施,其主要功能是监控和指挥机场内外的航空交通。为了实现这一功能,控制塔通常建造得较高,以确保视野开阔,能够清晰地观察到机场跑道、滑行道以及周边空域的情况。因此,视野广阔是控制塔的主要特点之一。
23.×
【详解】在小组交流评估塔台模型时,要全面准确的记录数据并分析,记录塔台的优缺点,以便后续改进。
24.√
【详解】工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成,建设工程的过程中遇到的难题也推动了技术的发展。工程与技术是相互促进、相辅相成的关系。每一项工程都包含了大量的科学原理,应用了大量的科学技术,没有科学技术的支撑,就不可能完成如此浩大的工程。
25.
【详解】塔高评分标准:塔台模型高度是否达标,我们需要使用直尺等材料,塔台模型高度太高,对于抗风有一定影响;测试顶端承重评分标准:放置相同重物的数量(使用书本或装满水的矿泉水瓶做重物);抗风的能力评分标准:使用电风扇三挡风力吹动塔台情况。塔身采用框架结构,减小受到的风力;美观评分标准:塔台结构是否合理,外形的美观程度;抗震能力评分标准:需要使用专业仪器进行地震模拟,测试三挡强度的抗震情况。
26.港珠澳大桥、探月工程
【详解】工程是为了满足人们的需要运用科学和技术进行设计,解决实际问题和制造产品的活动。大到“中国天眼”、“神舟”飞船,小到体育场馆、普通民房的建造都属于工程。港珠澳大桥、探月工程是我国两个宏大的工程。
27.设计生态建筑时要注意环保、节能、舒适,得到一种低耗能、无污染、高效、生态平衡的建筑环境。
【详解】生态建筑把建筑看成一个生态系统,通过建筑设计师的设计,使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,从而得到一种低耗能、无污染、高效、生态平衡的建筑环境。根据对生态建筑的认识,生态建筑更加环保、节能、舒适,是未来建筑发展的方向。它突出的特点是:节约土地资源,减少污染,水和电能循环利用;与自然和谐共生,高效利用空间。
28.建造港珠澳大桥的过程中,有很多限制性条件,工程师们集思广益,最终解决了这些困难,成功建造了港珠澳大桥这个宏大的工程。港珠澳大桥包含了大量的科学原理,应用了大量的科学技术,没有科学技术的支撑,就不可能完成港珠澳大桥如此浩大的工程。
建设过程的步骤:明确一个要解决的问题;在限制条件下进行设计;制作一个模型(画或写解决方案);测试这个模型,评估并改进;实施建设。
【分析】工程是为了满足我们的需要设计和使用技术,解决实际问题和制造产品的活动。大到“中国天眼”、“神舟”飞船,小到体育场馆、普通民房的建造都属于工程。工程的关键是设计,它需要经历不断改进的往复过程,直至满足建造要求。
【详解】工程是要统筹考虑,协调平衡多种制约因素,具有复杂性。工程建设过程的相似步骤中的限制条件包括时间、费用,可用材料,环境,抵抗自然界的破坏能力等。建造港珠澳大桥的过程中,有很多限制性条件,工程师们集思广益,最终解决了这些困难,成功建造了港珠澳大桥这个宏大的工程。港珠澳大桥包含了大量的科学原理,应用了大量的科学技术,没有科学技术的支撑,就不可能完成港珠澳大桥如此浩大的工程。建设过程的步骤:明确一个要解决的问题;在限制条件下进行设计;制作一个模型(画或写解决方案);测试这个模型,评估并改进;实施建设。
29.上小下大、上轻下重
【详解】像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。用框架结构可以建起很高的建筑而花费的材料却很少,框架结构以三角形为基本构造,因为在基本框架结构中,三角形框架的稳定性最好。框架铁塔结构特点:①上小下大②上轻下重③风阻小等。
30.修建人工岛。
【详解】限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。港珠澳大桥的桥梁和隧道需要用岛屿连接,但这片海域上没有任何可用的岛屿,所以采用修建人工岛的办法解决。
31.(1) 围栏防护型 安全,防止游客摔下来
(2)C
(3) 变小 C
【分析】在制作塔台模型时,我们要考虑稳定性、承重性、抗风性、安全性、材料、成本等多方面因素。
【详解】(1)因为我们制作的是景区瞭望台,会有游客去塔台观景,所以我们除了考虑稳定性、承重性等,更要注重安全性,观察图片,我们发现带有围栏防护型的安全性更好,这些围栏可以防止人员拥挤时掉落塔台,所以最符合要求的是围栏防护型。
(2)观察图片我们发现,图A是抗稳定性测试,图B是抗风性测试,图C是承重能力测试,故选C。
(3)物体的形状影响抗弯曲能力,材料弯折后承重能力下降。所以,将吸管恢复成直的以后,它的承重能力变小。对于不小心折弯的吸管,恢复成直的以后它的承重能力变小,不能用作承重的立柱和斜支撑,但可以用来制作底座,剪断制作护栏等,故选C。
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