Набор «Технология и основы механики»

Измерительная тележка

Спроектируйте и постройте устройство для точного измерения расстояния, откалибруйте шкалы измерения для большей точности.

45–90 мин
Средний уровень
Классы 5–8
trundle-wheel-connect

1. Установление взаимосвяей

(5-10 мин.)

Дима и Катя тренируются в парке, они готовятся к школьному спортивному празднику. Больше всего им нравится прыгать в длину. Дима прыгнул очень хорошо! Он в восторге и хочет узнать, на какое расстояние он прыгнул.

У Кати нет достаточно длинной линейки, так что ей приходится измерять длину прыжка шагами. Пес Барбос чувствует, что он прыгает гораздо лучше и поэтому тоже старается.

Катя говорит, что Дима прыгнул на 58 см.

Теперь очередь Кати прыгать. Она говорит, что ее прыжок – 4 м, а Дима считает, что она сочиняет, притом не очень убедительно!

Им нужно специальное устройство для точного измерения длины прыжков.

Какой измерительный механизм вы сможете сделать, чтобы измерять прыжки в длину? Подумайте!

trundle-wheel-connect

2. Конструирование

(20-25 мин.)

Соберите измерительную тележку
(Технологические карты 5A и 5B, с. 6, шаг 11)

trundle-wheel-building-instructions-front-page

Если вы пользуетесь стираемыми маркерами для маркерной доски, можно делать отметки непосредственно на голубой пластиковой шкале. В других случаях лучше работать с бумажными копиями шкалы.

Убедитесь, что, когда вы толкаете тележку, указатель (стрелка) двигается плавно. Если механизм работает с затруднением, ослабьте слишком сильно затянутые втулки и удостоверьтесь, что все остальные элементы конструкции плотно пригнаны друг к другу.

Ну как – удобно работать с этим измерительным прибором? Попросите детей высказать свои соображения и запишите их.

Разметьте голубой пластиковый диск или вырежьте такой же диск из бумаги. Нанесите разметку шкалы и прикрепите поверх

trundle-wheel-hand-cut-scale

3. Рефлексия

(20-25 мин.)

Дополнительное задание: изготовление «ножного измерителя».
Сколько «ног» (ступней) укладывается в шкалу?
Несколько раз измерьте длину своей обуви. Сделайте «нулевую» отметку, а затем наносите на шкалу новые отметки после каждого измерения, пока не пройдете всю шкалу (при этом не обязательно получится целое число ступней).

То, что вы сейчас проделали, называется калибровкой (градуировкой) шкалы в единицах измерения «ступня»

trundle-wheel-track-trace

ПРИМЕЧАНИЕ
Не забывайте сбрасывать показания счетчика после каждого измерения.

Предположение
Какова длина стола, если измерить ее в ступнях? Сначала определите длину стола при помощи своего измерителя. Затем снимите обувь и еще раз измерьте стол – на этот раз в качестве измерителя возьмите обувь. Насколько точен «ножной измеритель»?

Какие проблемы возникают при измерении длины стола в «ступнях»?

Дело в том, что размер ступни (обуви) у людей разный. А для измерения длины мы обычно используем стандартные международные единицы, в нашей стране – метрическую систему мер.

ПРИМЕЧАНИЕ
Точность измерений зависит от того, какое усилие дети прикладывают к колесу измерителя. Лучше всего катить его, слегка прижимая к поверхности. Испробуйте и убедитесь сами.

Волшебная измерительная тележка: лучше ли она, чем линейка?
Подберите три предмета, длина которых заведомо меньше 1 м.

  • Попробуйте оценить их длину на глаз.
  • Определите их длину измерительной тележкой.
  • Затем измерьте линейкой.
  • Что вы обнаружили?
trundle-wheel-track

Измерения, сделанные линейкой, всегда самые точные, затем следует измерительная тележка, а наименьшую точность дает ваш глаз (измерение «на глаз»). Измерительная тележка очень удобна в тех случаях, когда нужно быстро произвести измерения, а длины обычной линейки не хватает.

Ну а что делать, если нужно измерить расстояние более 1 м?
Как быть с вашим великолепным прыжком в длину?

Если вы будете измерять 1,5 м, указатель покажет только 50 см! Стрелка сделает один полный оборот, и шкала начнется опять с нулевого деления. Значит, вам придется запоминать, сколько раз указатель прошел через нулевую отметку.

4. Развитие

(25-30 мин.)

Каким образом можно с помощью измерительной тележки определить длину прыжка больше 1 м?
Что произойдет, если установить другую шкалу с указателем, который будет двигаться значительно
медленнее первого?

Он сможет измерять расстояния больше 1 м.

Соберите модель измерителя (с. 12, шаг 11).
Начертите и вырежьте из бумаги шкалу с градуировкой на 3 м, если вы хотите сохранить оригинальную шкалу. Прокатите модель дальше 1 м. Попрактикуйтесь считывать показания с обеих шкал.

О зубчатых передачах
Два указателя подсоединены через 8-зубое и 24-зубое колеса соответственно. Скорость движения второго указателя в 3 раза меньше, что позволяет расширить пределы измерения шкалы до 3 м.

trundle-wheel-long-jumps

Ну а теперь настало время прыгать!
ченики совершенствуют свое умение прыгать в длину, при этом необходимо уделять особое внимание безопасности занятий с учетом условий в классе. Существует еще две возможности проведения урока: первая – перенести его на улицу и прыгать на лужайке, вторая – прыгать в длину с места.

Как вы думаете, далеко ли вы прыгнете? Определите длину прыжка с помощью измерительной тележки. Можно также попробовать сделать это линейкой. Что вы обнаружили?

Определять расстояние при помощи измерительной тележки гораздо легче. За один проход она измеряет расстояние до 3 м. А для повышения точности измерений показания можно считывать по двум шкалам. Сравните: линейку, например, пришлось бы прикладывать много раз и запоминать результаты, а затем их складывать. Причем, каждый раз, когда вы передвигаете линейку, в измерения закрадывается небольшая неточность (ошибка), а умноженная на количество измерений она становится большой ошибкой.

trundle-wheel-kids-measuring

Канонические пропорции «Витрувианского человека»
Какой смысл заключен в этом известном рисунке Леонардо да Винчи?
Постарайтесь измерить все отмеченные на рисунке расстояния. Сможете ли вы найти какие-либо закономерности? Если кто-нибудь сообщит вам свой рост, сможете ли вы сказать, какой у него будет размах рук или размер головы?

Очень часто размах рук у человека (1) и его рост (2) одинаковы. Размер головы (3), как правило, составляет 1/6 часть от полного роста человека. Этим удобным правилом пользуются, когда рисуют людей. А что известно про руки и ноги?

trundle-wheel-da-vinci

Подсказка
Измерительная тележка имеет еще одно преимущество перед линейкой – она может измерять длину кривых линий. Оцените размер своей головы и талии – затем измерьте. Вы будете удивлены!

ПРИМЕЧАНИЕ
Вы можете измерить параметры человека, стоящего у стены, не прикасаясь к нему, – просто прокатите тележку по стене рядом с человеком.

В помощь преподавателю

Технология

  • Использование механизмов – передаточное отношение, понижающая передача.
  • Сборка деталей.
  • Сочетание материалов.

Естественные науки

  • Измерение расстояния.
  • Калибровка шкал.
  • Методы исследования.
  • Набор «Технология и основы механики» (9686) (рекомендуется использовать один набор для двух учащихся)
  • Линейка.
  • Три предмета с ровными прямыми краями меньше 1 м длиной.
  • Свободное место на полу, чтобы можно было безопасно прыгать в длину.
  • Маркеры для маркерной доски.

Технология
Определение требований к модели и раз- витие идей. Индивидуальная и групповая работа. Сборка и разборка моделей. Использование подходящих материалов и деталей, а также модульных конструкций для разработки и создания высококачественных действующих моделей. Испытание модели и определение необходимости внесения изменений. Сборка и разборка подобных моделей и проверка их соответствия поставленной задаче.

  • Изучение понижающей передачи и сложной передачи.
  • Разработка точных и удобных в использовании шкал.
  • Разработка и создание возможно более точного и простого в использовании приспособления для измерения расстояния.

Естественные науки
Методы исследования, прогнозирование и измерение влияния переменных параметров на работу простых механизмов. Наблюдения, измерения и запись.

  • Калибровка шкал и считывание показаний.
  • Измерение расстояния с максимальной точностью.

Математика
Применение на практике математических идей. Вычисления с использованием всех числовых операций. Вычисление площади, среднего значения и отношения величин и использование этих понятий. Измерение времени, расстояния и силы с необходимой точностью. Применение формул; решение простых уравнений для вычисления скорости. Выявление закономерностей, сбор данных и представление их в виде таблиц. Представление математических идей в устной, письменной и графической форме.

  • Калибровка шкал и считывание показаний.
  • Измерение расстояния.
  • Прямой и обратный счет.
  • Сравнение точности различных методов измерения.
  • Отношения величин и дроби.
  • Оценка погрешности.

Учебные материалы

Рабочий лист ученика

Download to view and share the student worksheet.

Поделиться через:

Класс GoogleКласс Google