内容正文:
小学科学教科版五年级上册
“玉兔”号月球车
是一种能在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆,与地球上的车相比它有特殊结构。
人类首次在月背留下足迹的月球车
要完成制作月球小车的任务,我们首先需要研究什么?
分享交流
结构
“玉兔”号与地球上的普通小车相比,有什么不同?
拆解
对比
分享交流
科学家常利用实物模型开展研究。
“墨尔本号”
“瓦格良号”
中国人民解放军海军的第一艘航空母舰
一、拆解我的小车模型
我们也可借助研究小车模型来研究月球车。拆解小车模型,分析小车模型的结构和作用。
实验方法
我们拆解普通小车模型的步骤有哪些?
先观察小车外部结构,确定拆解顺序。
1.观察
一、拆解我的小车模型
2.拆解
一、拆解我的小车模型
有序拆解,从外到内。
使用工具,注意安全
适度拆解,不破坏结构
2.拆解
一、拆解我的小车模型
有序拆解,从外到内。
导线不要拆
车轮只需要拆成这样
3.记录
一、拆解我的小车模型
图文结合,记录零件的特点、位置。
结构
4.分析
一、拆解我的小车模型
分析每个零件的功能,并按功能分类。
。
功能
一、拆解我的小车模型
拆解普通小车模型的步骤:
观察
拆解
记录
分析
“拆解我的小车模型”指导视频
1.模型小车有哪些结构?其功能分别是什么?
讨论交流
运动
轮胎、车轴
齿轮
传动
动力/能源
电池、马达
支撑/保护
车架、底盘
小车具备动力、支撑保护、运动和传动四大功能。
2.赛车和生活中的汽车结构有什么不同?
讨论交流
赛车的车身是流线型、低底盘。
3.工程师为什么要将赛车设计成这个样子?
讨论交流
小车的功能需求和结构与环境相适应。
二、探究月球车模型
“玉兔”号与地球上的普通小车相比,有什么不同?
普通小车
月球小车
根据拓展资料,分析月球车的功能需求和结构与环境的适应性,并完成实验记录单。
任务
月球的环境挑战 功能需求 月球车特殊结构设计
首先,月球表面崎岖不平,布满大大小小的环形山,还有很多石块和陡坡。如果车辆行驶在上面,就像在乱石堆里穿行。
其次,月壤非常松软,像粉末一样细腻。月球车走在上面,很容易陷进去、打滑。更麻烦的是,月尘很细,还带有静电,一旦扬起就会长时间悬浮在空中,很容易附着在设备表面或被吸入设备内部,影响正常工作。
第三,月球上没有加油站,是真空环境。这里无法传播声音,无法给车辆补充能源。
第四,月球的温差极大。太阳直射的地方,温度高达100多摄度;而背对太阳的地方,温度会降到零下100多摄氏度。同样要承受高温低温的考验。
分 析
布满环形山
崎岖不平
月壤松软
无加油站
昼夜温差大
月球的环境有哪些挑战?
二、探究月球车模型
面对月球的环境挑战,月球车有什么功能需求?
自主供电
耐寒耐热
爬坡避障
防陷防滑
布满环形山
崎岖不平
月壤松软
昼夜温差大
无加油站
黄金甲
筛网轮
六轮摇臂悬架
太阳能翼板
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月球的特殊结构设计
太阳能翼板
白天,翼板展开吸收太阳能为月球车充电;正午温度过高时,翼板可以竖起为车身遮阳;到了月夜,翼板收拢不仅能减少热量散失起到保温作用,还能保护内部精密仪器不被冻坏,直到下一个日出被唤醒。
太阳能翼板
六轮摇臂悬架
为提升在松软月壤上的行驶能力,“玉兔二号”采用了“六轮摇臂悬架”设计,通过两个摇臂将六个独立驱动的车轮连接起来,使车轮能适应各种地形,保证多轮同时着地,并具备原地转向能力。
六轮摇臂悬架
筛网轮
为应对月球极端温差、真空环境和松软月壤。“玉兔号”的筛网轮由轮毂、钛合金编织筛网和铝基复合材料棘爪组成,直径300毫米,宽150毫米,重量仅735克。
筛网轮
黄金甲
黄金甲
“黄金甲”是为了反射月球白昼的强光,降低昼夜温差,同时阻挡宇宙中各种高能粒子的辐射,支持和保护月球车的腹中“秘器”——红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。
根据拓展资料,分析月球车的功能需求和结构与环境的适应性,并完成实验记录单。
小结
月球的环境挑战 功能需求 月球车特殊结构设计
布满环形山、崎岖不平 爬坡避障 六轮摇臂悬架
月壤松软 防陷防滑 筛网轮
无加油站 自主提供能源 太阳能翼板
温差极端 耐寒耐热 黄金甲
三、比较小车模型与月球车模型
小车模型
月球车模型
太阳能翼板
六轮摇臂悬架
黄金甲
筛网轮
……
橡胶轮胎
塑料外壳
马达、电池
尾翼/装饰件
……
运动系统(车轮)
支撑保护系统(车身、车架)
动力系统
传动系统
通过拆解、分析小车模型,我们对小车的认识有哪些变化?
不同的小车动力不同,如“玉兔号”使用太阳能作为能源,而小车模型是电池驱动。
不同的小车大致的结构和功能类似,都具有运动、传动、动力和支撑保护功能。
针对不同的工作环境,不同的小车具有特殊的结构设计,以实现对特定功能的需求。如赛车的竞速环境、月球车无加油站的环境。
与普通小车模型相比,月球车模型的结构有哪些特殊的地方?这些特殊之处与月球环境有什么联系?
筛网轮:筛网结构可以让车轮在行驶时漏掉多余的月壤,同时增加接地面积和摩擦力,有效防止车轮下陷或打滑。
六轮悬架摇臂:能保证月球车在遇到障碍物时,即使一侧车轮被抬高,其他五个车轮依然能紧贴地面提供抓地力,极大提升了在复杂地形中的越障能力和行驶稳定性。
太阳能翼板:月球车两侧有巨大的、可灵活转动的太阳能翼板,不仅能提供能源,还能遮阳、保温。
“黄金甲”(多层隔热罩):能高效反射太阳光带来的高温,同时严密阻挡致命的宇宙辐射,从而维持车舱内仪器的适宜工作温度。
小小车辆设计师们,请选择其中一种车,分析它的结构特点是如何帮助它完成特别功能的。
太阳能汽车
赛车
消防车
收割机
太阳能汽车
车辆的顶部安装了多块、太阳能电池板,车辆在运行过程中完全依靠储存的能量驱动,不产生任何尾气排放,也没有传统燃油发电机的噪音污染。
消防车
应对高层建筑火灾与救援,其核心结构在于可伸缩折叠的巨大金属云梯,配合车载储水罐与大功率水泵。
赛车
拥有巨大的尾翼以及极低的车身,能够在高速行驶时产生强大的下压力,将车身牢牢“吸”在地面上,从而极大地提升轮胎的抓地力和车辆的过弯极限。
收割机
最前端装有宽大的切割器,底部带有旋转的拨禾轮;机身中部是庞大的脱粒滚筒和清选筛;尾部设有卸粮筒。实现了“收割、脱粒、清选”一步到位,极大提高了效率。
设计载人月球车
“未来工程师”的挑战:
请利用AI绘画软件,设计一辆属于你的载人月球车,根据载人月球车的功能,重点突出它的“特别结构”设计。
评价维度 评价内容 能做到的(打√)
我会倾听 能安静、专心、耐心、细心、虚心地倾听老师和同学的发言
我会观察 能认真观察小车模型和月球车模型或图片的各部分结构
我会实践 能合作利用螺丝刀等工具拆解小车模型
我会思考 能认真思考、归纳和分析小车模型和月球车模型的结构异同点,能认真思考月球车结构与月球环境的联系
我会表达 能积极发表见解,敢于分享交流
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