气动力学附加套装

剪叉式升降机

探究剪叉式升降机的功能如何被重量和高度影响。

45-90分钟
高级
年级 6-8
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1. 联系

(5-10分钟)

剪叉式升降机专为轻松安全地进入较高的位置而设计,通常在不能使用梯子的情况下使用。剪叉式升降机的工作平台为工具和活动提供了空间,能够提起重负载。

搭建剪叉式升降机,研究重量和高度会对其功能产生怎样的影响。

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2. 建构

(20-25分钟)

搭建剪叉式升降机。
( 所有 1A 和 1B 手册的第 11 页,第 15 步)。

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用泵向系统中灌入空气,确保剪叉式升降机平稳上升。

按下升起的剪叉式升降机的平台。

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放手时,平台应再次弹起来。否则,检查是否有漏气。

降下剪叉式升降机并排空储气罐。

提示:
排空储气罐最简单的方法是拔下连接储气罐和阀的管。

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3. 反思

(20-25分钟)

上升?
了解重量和高度对于剪叉式升降机上升至最高高度所需要的泵送次数的影响。

首先,预测将剪叉式升降机 A 上升至最高高度所需要的泵送次数。 在学习卡上记录下你的预测。

然后,对所需要的泵送次数进行测试。 多测试几次,确保结果一致。 在学习卡上记录你的研究结果。

接下来,对剪叉式升降机 B、C 和 D 执行相同的步骤。 对每个模型多测试几次,确保结果一致。

剪叉式升降机 A(第 11 页第 15 步)大约需要泵 送 12 次
剪叉式升降机 B(第 12 页第 16 步)大约需要泵 送 20 次
剪叉式升降机 C(第 17 页第 21 步)大约需要泵 送 17 次
剪叉式升降机 D(第 18 页第 22 步)大约需要泵 送 28 次

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提出如下问题帮助学生对他们的研究进行回顾:

• 你预测会发生什么情况?为什么?

• 剪叉式升降机如何工作?
它是一串连续挤压的一类杠杆。支点为杆中间的桩钉。

• 你如何确保测试公平? 你是否排空了储气罐?

4. 拓展

(25-30分钟)

需要多大压强?

你知道将剪叉式升降机上升至最高高度所需要的泵送次数。现在,添加气压计,了解所需的压强。

首先,预测将剪叉式升降机 A 上升至最高高度所需要的压强。在学习卡上记录下你的预测。

添加气压计。 然后,对所需要的压强进行测试。 多测试几次,确保结果一致。 在学习卡上记录你的研究结果。

接下来,对剪叉式升降机 B、C 和 D 执行相同的步骤。 多测试几次,确保结果一致。

剪叉式升降机 A(第 11 页第 15 步)需要的压强约 为 14 PSI 或 1 巴。

(1 巴等于 14.50377 PSI,但是气压计没有这么精确。)

剪叉式升降机 B(第 12 页第 16 步)需要的压强约 为 21 PSI(或 1.5 巴)。
剪叉式升降机 C(第 17 页第 21 步)需要的压强约 为 20 PSI(或 1.4 巴)。
剪叉式升降机 D(第 18 页第 22 步)需要的压强 约为 30 PSI(或 2.1 巴)。

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可选:深入探究

为什么在剪叉式升降机到达最高高度后压强会 立刻下降?

当气缸活塞伸出时,压缩空气的总面积增加了,因而压强发生了变化,导致压强略微下降。

教师支持

学生们将会探究下列概念:
科学
• 面积
• 气体在压强作用下的表现
• 力

设计与技术
• 装配组件
• 控制机械
• 评估
• 使用机械 - 杠杆

简单动力机械套装
气动力学附加套装

科学
动能
势能
能量传输
运动和力
科学调查
科学探索
系统观察
证据解读

技术
确定问题
评估设计方案
给出改进和修改建议
系统反馈
系统整合
系统和子系统
液压动力系统和部件

工程
描述用途并加以说明
确定目标、输入、流程、输出和反馈
说明生产系统的基本流程

数学
获得测量结果

学生材料

学生学习单

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了解详情

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