跨学科实践16：制作“龙骨水车”（课件）-2024-2025学年八年级物理下学期项目化课程案例

跨学科实践16：制作“龙骨水车” 跨学科实践 在跨学科实践活动中，同学们以“我国古代的‘龙骨水车’”为主题开展研究。 作为我国非物质文化遗产的“龙骨水车”，具有丰富的人文教育意义。“龙骨水车”在结构 设计、工作原理和实际应用中涉及了物理学、工程技术、能源材料、历史人文等多领域的知识。 陆游在《春晚即事》中写道：“龙骨车鸣水入塘，雨来 犹可望丰穰。”诗中的龙骨车即为龙骨水车。查阅资料，了 解我国古代“龙骨水车”的工作原理，其构造如图甲所示。 有一种水车，外形像龙骨叫龙骨水车又叫翻车 龙骨水车是我国古代的一种灌溉工具，能够将水从低处运往高处，曾在南方水稻耕作上发挥过巨大的作用，是一项古老的农业生产实用科技产品。它凝结了先人的智慧，可以称得上是一件古老的“神器”。 3 两款龙骨水车。其中甲是手摇式龙骨水车，乙是脚踏式龙骨水车。 手摇式龙骨水车比较省力 脚踏式龙骨水车灌溉速度快 在很多重要的建设工程中，绞吸式挖泥船发挥着重要的作用，因其具有高效，环保节能，适应性强等特点，广泛应用于河道疏浚、港口建设以及航道维护等工程项目当中。 问题缘起 新知探究 绞吸式挖泥船 你知道它是由什么演变而来的吗？ “龙骨水车”作为我国古代的灌溉农具，实现了水往高处流，是农业机械史上的一项重大改进。用于现代海洋开发的绞吸式挖泥船，就是从这种水车进化、演变而来的。 “龙骨水车”有怎样的结构？ “龙骨水车”的历史发展是怎样的？ 新知探究 龙骨水车结构分析 底座支架 动力系统 龙骨水车 传动带 龙骨水车的结构 点击图片观看 龙骨水车使用时，人对摇杆施加力的作用使轮轴转动，此时摇杆属于省力杠杆。木链条运动起来，一定质量的水被水车提升到高处时重力势能增大。 绞吸式挖泥船 龙骨水车 “龙骨水车”作为我国古代的灌溉农具，是农业机械史上的一项重大改进。用于现代海洋开发的绞吸式挖泥船，就是从这种水车进化、演变而来的。在很多重要的建设工程中，绞吸式挖泥船发挥着重要的作用，因其具有高效，环保节能，适应性强等特点，广泛应用于河道疏浚、港口建设以及航道维护等工程项目当中。 新知探究 “龙骨水车”的结构 龙骨水车使用时，人对摇杆施加力的作用使轮轴转动，此时摇杆属于省力杠杆。木链条运动起来，一定质量的水被水车提升到高处时重力势能增大。 ①增大槽内板叶刮水的质量； ②减小木链条和轮轴内部的摩擦。 如何提高“龙骨水车”的提水效率？ 思考 制作“龙骨水车”模型。收集材料，也可采购制作的材料包，制作一个“龙骨水车”模型。通过实际操作，探究“龙骨水车”的工作原理及影响效果的原因。 2.采购龙骨水车模型制作的材料包，根据说明方法进行组装。 1.收集材料，自己根据龙骨水车的结构进行制作。 组装完成的“龙骨水车”模型 点击图片播放 采购龙骨水车模型制作的材料包，根据说明方法进行组装 组装完成的“龙骨水车”模型 例题：如图所示，小龙头轴及刮水板浸入低处的 水中，人握住扶手用脚踏动脚踏板，驱动大龙头 轴(主动轴)转动，带动链条(由刮水板等组成)运动， 进而带动小龙头轴(从动轴)转动，这一过程中刮水板将水带 入车桶内，板叶刮水上行，将低处的水刮传至高处的农田中， 实现灌溉。 1.(1)龙骨水车的脚踏板的踏面做得很宽大，是为了减小踏板 对脚的______(填“受力面积”“压力”或“压强”)。 (2)水车将水从低处匀速推向高处的过程中，水的动能______， 水的机械能______。(均填“增大”“减小”或“不变”) 压强 不变 增大 (3)刮水板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水 所做的功越____，当农人踩动脚踏板的速度加快时，提升水 的功率会变____。 多 大 在各部件之间加润滑油来减小摩擦 (4)写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法： ________________________________。 1 2 3 17 例题：制作简易“龙骨水车”的首要是选材。龙骨水车的制作材 料主要是木材，请你说出用木材作为原材料的一个优点：___ ____________________________________________________ _________________________________________________。 木材易获取加工(答案不唯一，示例如下：木材具有抗腐蚀性，适应长期湿润的环境；木材的密度较小，方便搬运) 1 2 3 18 (2)老师为学习小组提供“龙骨水车”模型(如图丙所示)组件， 按照说明书组装水车。 可从选材的物理属性(如密度、硬度、弹性、导 热性等)、化学属性(如耐腐蚀、不易氧化等)进行回答；同时 可从选材的环保性、占空间体积等方面考虑。 1 2 3 19 3.现代很多机械与“龙骨水车”的原理相似，例如图所示的链斗式输送机。 链斗式输送机是一种用沿轨道运行的料斗来输送物料的设备，应用于电 站、矿山、煤炭等行业，进行松散物料的输送。下表是某型号链斗式输 送机在某次工作中的相关数据。 型号链斗式输送 机的功率 每分钟提升物料 的质量 每分钟提升物料 的高度 该链斗式输送机在本次工作过程中，每分钟输出的总功为 __________，机械效率为______。(取 ) 1 2 3 20 型号链斗式输送 机的功率 每分钟提升物料 的质量 每分钟提升物料 的高度 该链斗式输送机在本次工作过程中，每分钟输出的总功为 __________，机械效率为______。(取 ) 1 2 3 21 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$