简单动力机械套装

信件天平秤

探索科学概念:杠杆与齿轮、测量重量和校准天平。

45-90分钟
中级
年级 6-8
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1. 联系

5-10分钟

杰克和吉尔在学校建立了一个邮局,提供送信服务。他们计划书写信件,并发送给学校里面所有的好 朋友。

为了让邮局看起来像回事儿,吉尔还设计了一些非常精美的邮票,她非常喜欢给所有信件称重,然后找 出贴什么邮票最合适。

杰克还希望通过新建的邮局给奶奶邮寄一个大包裹,作为她的生日礼物。他把礼物包好,想要给这件包 裹找一个合适的邮票,但是信秤好像不能称这么重的东西。

杰克和吉尔将如何解决这个问题,以便能确定使用什么邮票来邮寄奶奶的生日礼物包裹?

吉尔可以如何建立一个公平的系统来区分她从同学那里收到的不同信件和包裹的重量呢? 让我们一起找出答案吧!

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2. 建构

20-25分钟

搭建信件天平秤
(所有 6A 和 6B 图纸的第 11 页,第 20 步)。

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改善天平秤
秤臂应能自由摇摆,每次称完重后应能复位。如 果摇摆卡顿,请确保不要将轴套上太紧。沿着轴 上下滑动平衡物,使指针停在刻度盘的零位。

提示:
要确保准确无误,信件天 平秤需要经过谨慎的调整。 务必确保你的乐高® 信件天 平秤经过了准确的调整。

你知道吗?
虽然信件天平秤看起来相 当复杂,其实它只不过是 一个一类杠杆。

信件成为了提起负载“平 衡物”的作用力。你能找 到主要支轴或支点吗?

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用白板笔在蓝色塑料盘上标出刻度,或者按照塑 料盘模子裁剪出一个形状相同的纸片。在纸片上 标出刻度,然后将其贴在蓝色塑料盘的上面。

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3. 反思

20-25分钟

用手估量和机器测量
根据你的猜测按照由轻到重的顺序,排列 5 个物 件。其中包括带轮胎的大车轮 (16 g) 和砝码积木 (53 g)。记录你估计的重量。然后称重。你的估计 差多少?你是否排列对了顺序?

提示:
通常我们比较善于估计 较重物件的重量。 机器几乎总是比我们要 精准。

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学校邮局
由孩子们经营学校每日或每周的邮寄服务是一项 充满乐趣的活动,值得尝试!制作自己的信封、 信件和包裹。设计自己的邮票,并开始称重。

提示:
将平衡物滑到轴的上方位 置。还可能需要移动指 针。这可以让信件等轻物 件将秤臂在刻度盘上移动 更大的距离。但是你需要 以欧分...便士...或“邮票” 为单位校准一个新的空白 刻度盘。

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重量大的物件
我们如何给超过 150 g 的包裹称重呢?征求同学 们的想法,然后制作一个清单。

在平衡物轴上再加一个车轮,按照第 11 页,第 21 步搭建模型。现在,你需要校准另一个新的空白 刻度盘,或者重做蓝色塑料刻度盘。

找些较重的东西来称一称。 你能找到重量大体相同的两个不同的东西/物 件吗?

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4. 拓展

25-30分钟

钱袋
让我们一起找出下列问题的答案吧:有没有什么 方法可以快速计算出许多枚相同硬币的数量? 使用旋转指针按照第 16 页,第 12 步搭建最后一 个模型。

从空白刻度盘开始。分别称 5、10 和 20 枚硬币, 然后标记其在刻度盘上的位置。然后依次类推, 以镑或欧元等单位计算出剩余刻度盘的读数。 现在用一包钱或一小堆钱币试试看!

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智能天平秤
让我们一起找出下列问题的答案吧:要是我们想 要称出杯子中液体或盒子中巧克力或零钱罐中 硬币的重量(不包含容器重量),那又该怎么 办呢?

征求学生的建议,看看孩子们能不能想出办法将 指针归零。

我们需要先减掉容器重量

  1. 按校准好的圆形刻度盘裁剪出一个副本,然后 将其贴在模型刻度盘上,并将指针复位。
  2. 将塑料杯放在天平秤托盘上。
  3. 将指针归零。在量杯中量出 100 ml 的水。
  4. 将水加入塑料杯中,应重 100 g!将指针复位 意味着扣除容器的重量。这样我们可以测量出 净重,即容器内物质的重量。
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教师支持

学生们将会探究下列概念:
技术

  • 使用机构 – 杠杆和齿轮
  • 组合材料和零件
  • 改进前测试

科学

  • 测量重量
  • 校准刻度
  • 科学调查
  • 9686 简单动力机械组合 (建议每两名学生一套)
  • 白板笔,用于标记刻度
  • 剪刀、马克笔或铅笔、旧信封、纸和胶带,用于制作一些信件和邮票
  • 一些用来称重的重量不到 150 g 的小物件
  • 一小包一模一样的硬币
  • 轻质塑料杯
  • 量杯

科学
科学探究
确定要解决的问题
设计和开展研究
运用工具对数据进行收集和解释
杠杆、凸轮
平衡力和不平衡力

技术
理解属性设计
培养应用设计流程的能力
设计解决方案和产品
评估产品
材料特性
使用证据推理

工程
确定目标、输入、流程、输出和反馈
加深对工程设计的理解
测试和评估

数学
进行合理估计
了解数的表示方式
将 2D 模型转换为 3D 模型
视觉辨别
对重量/质量的非正式和正式测量
解决比例因子相关问题
分选和归类
运用分数和小数
收集和处理数据

批判性思维和逻辑性思维
合作与运用团队合作
逻辑、推理和证明

学生材料

学生学习单

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