牛顿定律，摩擦力和气垫船
Carolina Essentials™活动
年级和学科
6 - 12
物理科学与物理
建议6-12年级使用。
时间要求
准备30分钟
活动30分钟
教师准备时间:30分钟
学生活动:30分钟
安全要求
小心使用胶枪。
材料清单
1光盘
1个气球
1个洗碗皂瓶盖(推拉式)
热熔胶枪和胶棒
至关重要的问题
牛顿的运动和摩擦定律如何解释气垫船的运动?
活动的目标
- 用便宜的家庭用品建造一个工作模型气垫船。
- 观察摩擦对机械系统的影响。
下一代科学标准* (NGSS)
PE HS-PS2-1。分析数据来支持牛顿第二运动定律描述了宏观物体上的合力、质量和加速度之间的数学关系。
科学与工程实践
策划和执行调查
- 单独和合作地计划一个调查，确定独立和因变量和控制，需要什么工具来进行收集，测量将如何记录，以及需要多少数据来支持一个主张。
学科核心理念
PS2。A:力和运动
- 物体的运动是由作用在它上面的力的总和决定的;如果作用在物体上的总力不为零，它的运动就会改变。物体的质量越大，实现同样的运动变化所需的力就越大。对于任何给定的物体，更大的力引起更大的运动变化。
横切概念
稳定和变化
- 对自然或设计系统的稳定性和变化的解释可以通过检查随时间和不同尺度的力的变化来构建。
安全程序和注意事项
胶枪是一种热源。热胶会粘在手指上烫伤皮肤。仔细遵循所有指示。
- 把肥皂瓶盖盖在CD的中心孔上，在瓶盖周围画一个圈。
- 肥皂瓶盖必须是可以拉起来打开的。
- 用画好的圆作为参考，用热熔胶把肥皂瓶盖粘到CD上。
- 确保热胶在瓶盖边缘的密封。
- 提前准备热熔胶枪，这样学生就不用等着热熔胶枪了。强调胶水是热的，会粘在他们的皮肤上。
- 让胶水晾干。
- 你可能想要购买气球泵，这样学生就不必把他们的嘴放在气球上。
- 确保肥皂瓶盖闭合并向下推。
- 膨胀的气球。
- 扭转气球的颈部，防止空气逸出。
- 你可能想要购买气球泵，这样学生就不必把他们的嘴放在气球上。
- 将气球的颈部伸展到瓶盖的塑料顶部。确保气球牢固地附着在瓶盖上，这样就不会有空气逸出。
- 把气球放在一个平坦的表面，如实验室的桌子或瓷砖地板上。
- 拉上盖子，使空气通过盖子和CD上的孔从气球中逸出。
- 轻轻地推气垫船，观察它是如何在地板上移动的。
- 物理专业的学生应该为气垫船画免费的身体图。
- 当气球完全放气后，再次推动气垫船。
- 描绘气垫船的运动轨迹。
- 为了更全面地研究摩擦，让学生观察气垫船在几种表面上，如地毯，木地板，上蜡瓷砖地板，水，草，或沥青。
数据和观察
学生应描绘和描述气垫船的运动。
描述和草图会有所不同。
分析和讨论
详细解释哪些牛顿定律在这次活动中得到了说明。
学生必须包括惯性，F = ma和作用/反应。有些人可能会用第二定律来解释施加在CD上的力是如何改变气垫船行驶的速度的。他们还应该注意到，摩擦力是使气垫船运动变慢或停止的力。
解释气垫船在光滑表面和粗糙表面上摩擦力的差异。
当CD在地板上被推的时候比CD在空气中移动的时候有更多的摩擦。
使用图解说明表面的微观视图来生成这个活动中的摩擦模型。
气垫船产生一层气垫，防止气垫船的固体表面与地面接触，从而减少摩擦。
*下一代科学标准®是Achieve的注册商标。Achieve和制定下一代科学标准的主要国家和合作伙伴都没有参与这些产品的生产，也没有批准这些产品。雷竞技APP官网
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