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乐高 能源世界II教学参考pdf

2020-04-19 09:16能源世界 人已围观

简介海博股份1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。 Design AND Technology 能源世界 II 教学参考 活动目录 活动名称 能源 活动目标 1 体能...

  1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

  Design AND Technology 能源世界 II ——教学参考 活动目录 活动名称 能源 活动目标 1 体能小车 机械能的转换和存储 2 神奇的橡皮筋 通过机械的方法产生和存储能量 3 精确行驶 利用机械能存储的方法解决问题 4 捕获太阳能 知道太阳是一种能源 5 神奇的太阳能小车 如何提高太阳能的使用效率 6 太阳能宝石磨光器 使用可再生能源解决问题 7 太阳能遮阳伞 8 捕获风能 知道风是一种能源 9 风车 如何提高风能的使用效率 10 城市无烟车 使用可再生能源解决问题 11 碾碎 12 捕获水能 知道水是一种能源 13 水能运输 如何提高水能的使用效率 14 水能碾磨机 使用可再生能源解决问题 15 筛选麦子 16 城市能源规划 可再生能源的综合应用 体能小车 活动目标: 理解机械的方法也可以产生能源。 理解机械能的概念。 理解能量的转换和存储。 活动器材: 9684, 关键词: 机械能,存储,转换 联系: 现象观察: 两个马达用导线连接,转动一个马达,观察另外一个马达的转动。 机械能可以传递吗? 每一个小朋友都拿一个马达,依次连接,轮流都转动一下,一个人转的时候其它人都不 要转,就停下来看! 观察一下,马达之间的能量传递,速度一样吗?方向一样吗? 为什么速度和方向都一样呢?机械的能量可以传递吗?举一些机械能传递的例子。 我们人整天都在运动,也会需要能量,我们的能量哪里来的? 食物给我们能量。 建构: Design: 设计并搭建一辆小车,可以用另外一个马达来驱动. Building: 参考搭建方法: 一个马达是手里面的发动机, 只能用一个马达来驱动小车, 所以需要同时驱动两个轮子。 所以两个轮子最好是在一根轴 上, 注意这种板是专门固定马达用的。海博股份 马达上下的固定对小车的运动结构起到非常 重要的作用。 反思: 1.为什么有的小车走起来有点偏? 改进你小车的结构,使它具有一定的摩擦。 多加轮子! 2.比赛:比比谁的体能最多? 记录下他们的成绩! 比三次,中途可以改进小车! 3.如何可以让你的小车开得更快? 多吃点,体能足一些! 把轮子半径加大,可以换个大轮子。大的轮子转动一圈前进距离长!或者使用一个加速系统。 延续: 1.是不是很累啊?如何来把我们的体能存储下来呢?这样我们可以轻松些。 演示电容的作用:存储能量。 一个可以存电的小钢瓶。 转动马达一定时间,放掉后仍然会继续转动下去。 体验电容存储机械能。 为什么马达会继续转动下去? 和先前转动起来有什么不一样?是否感觉有阻力了? 2.改进你的小车,给它加上电容。 谁的小车行驶得最远? 谁的小车行驶得最快? 看看装上电容后的小车成绩! 3.体能测试: 有没有看到过自行车电视机? 看看谁的力气最足,体能最好!灯越亮说明体能越好! 将你的灯树立得高些,让所有的人都可以看到你的体能情况。 注意: 乐高的马达是齿轮马达,内部有齿轮,马达都有转速限制,所以当 你转动马达的时候千万不要转速过快,因为转速度过快,而且有阻 力的时候,内部齿轮会脱落!马达也就会损坏! 神奇的橡皮筋 活动目标: 理解能量的转换和存储。 学会使用机械的方法来产生能源动力。 理解橡皮筋中的势能。 培养孩子们根据问题解决问题的能力。 活动器材: 9684, 多余的其它的橡皮筋(粗细,长短) 关键词: 机械能,存储,转换 联系: 哼利在赛车快到终点线前,发现小车没有动力了。 你有什么办法可以帮助他最后冲过终点! 建构: Design: 设计出你添加到小车上的动力装置: • 动力装置每次都可以给小车一定的能量。 • 同时装置可以改变橡皮绳中的能量。 注:这个的活动是一套简单的设计和实验。应该鼓励孩子们自己去创造他们自己的设计。拿 一些可取的设计方案和他们讨论一下会比较好。这些设计包含了增加课外知识的学习能力。 一个好的设计符合“思考”单元中的启迪。 Building: 参考搭建方法: 橡皮筋是一定量的量度,也可以提供相同的能量使每次得到一致的结果。你需要能量来 拉长橡皮筋。现在它已经被拉紧使能量储存在内。当我们放松这根橡皮筋时,我们可以利用 这些能量。 小车结构可以让孩子们参考搭建卡。当 然鼓励孩子们设计出自己的小车。 反思: 1.你如何判断一个好的设计? 看谁的小车最先冲过终点? 2.你如何做一个好的试验?你如何测量能量的储存与释放? 记录下你的测量数据, 画一张图表. 可以引导孩子们去画一张“附加的运动距离”图表,(不同实验次数的距离),可以得出:每个 轮轴刻度的选择,从结果图表上画的点的精确度,结果的一致性,不一致的结果验证的证据, 等等。 可能每个孩子的测量方式不一样,让他们逐个来介绍自己的测量方法. 延续: 估计最好的弹性带会赢: 你在为消费者调查杂志工作。你已经被你的同伴们要求去测试一些弹性带来找出哪些弹性带 更适合于储存能量。他们想在下一期的杂志上刊登一篇关于这些问题答案的报道。 • 哪些弹性带能储存更多能量? • 两根弹性带比一根好吗? • 粗的弹性带比细的好吗? • 长的弹性带比短的好吗? Design: 为检测弹性带,设计并制作一个检测装置! 实验装置可以在实验小车和弹性带能量储存的基础上设计。在这种情况下,弹性带必有一个 长度上的物理极限。 参考解决方法: 回家写份报告! 精确行驶 活动目标: 理解能量的存储,学会控制橡皮筋中的势能。 橡皮筋储存器储存的是弹性势能,橡皮筋拉得越长,能量储存越多。 学会使用机械的方法来产生能源动力。 培养孩子们根据问题解决问题的能力。 活动器材: 9684, 多余的其它的橡皮筋(粗细,长短) 关键词: 机械能,存储,转换 联系: 有时候我们可能不想让快艇跑完轨道的全程。有一个关于能量存储器能容 纳多少能量的精确尺度是很有用的。 建构: Design: 设计一个手柄移动定位装置,移动一半意味着在轨道上移动一半。 注:做一个测量尺度放在你的快艇上,它应该有刻度来表示要走多远。推动手柄,使小车走 轨道的 1/2,1/4,3/4,等等。 Building: 参考搭建方法: 鼓励孩子们自己设计出一个可以控制能量的装置,也可以参考搭建手册上的模型。 橡皮筋 梁就是控制能量的“控制杆”,也 是 “标识杆”。 棘轮 使齿轮只往一个方向转动 可以存住橡皮筋中的能量。 输出轴,能量传递到上面转动 控制能量的装置就象台发动机一样,把它装在一个可以行驶的小车上: 可以参考搭建卡,当然孩子们会有自己更多的想法。 反思: 1.你怎么知道你给它的能量是多少? 梁所在的角度就是标识出能量的多少!因为角度大,橡皮筋也长,橡筋长就是能量足!(势能) 2.给你的控制装置制作一个刻度盘。 3.手柄移动一半是否意味着在轨道上移动一半。 试验一下:把小车放到轨道上,拉回橡皮筋控制手柄。释放棘轮。 操作注意 :控制手柄,手柄返回到它没被拉时的位置(它向前移动),小车向前移动 当小车向中间移动时,橡皮筋可能会脱落,当手柄在行进中被向后拉,小车会走不远。 4.用什么测量数据,记录你的结果。检测并校准你刻度的准确度。 每次实验,释放小车,多做几次。可以取平局值。 延续: 1.把你的装置改进成一快艇控制器! 2.这个装置你认为还可以用在什么地方呢?说出理由,为什么它需要能量的控制。 捕获太阳能 活动目标: 理解太阳能与机械能之间的转换。 研究影响太阳能使用效率的因素。 知道太阳能是种可再生能源。 培养孩子们对太阳能的兴趣。 活动器材: 9684, 秒表 关键词: 太阳能,能量转换 联系: 太阳是不是能源? 我们通过什么来收集和存储太阳能? 你能举一些实际生活中应用太阳能的例子吗? 演示:拿一块太阳能电池板与马达连接 在太阳或台灯下,观察马达的转动! + 建构: Design: 设计并搭建一个利用太阳能来旋转的摩天大飞轮。 设计要求: 一个马达使魔天轮转动! 魔天轮的结构有一定的高度。 结构要牢固! Building: 参考搭建方法: 可以参考搭建卡来搭建,但鼓励学生自己根据要求设计出一个魔天轮。 反思: 1.你的魔天轮足够高吗? 结构坚固吗? 底座的桁架结构可以保证结构的稳固性。 注意马达的固定! 2.你如何让你的魔天轮更有趣味性呢? 使半径变得更长! 从坐位来改进! 3.看看,谁手转动魔天轮最快! 比比:太阳能和手动转动魔天轮,哪个比较快? 4.研究一下,当灯和电池之间的距离变化的时候,魔天轮的速度是如何变化的。 为你得出的结果画一张图表。找到可以让魔天轮转动最快的方法! 太阳能电池可以放在有阳光的窗台上,但是为了得到更一致的结果,可能会用抬灯。 太阳能电池使光能转换成电能。光越亮,太阳能电池的曝光范围越大,那么更多的光能转换 成电能。 延续: 1 将魔天轮改进成一个起重机!看看你能将重物吊到最高处要花多少时间? 谁的速度最快呢? 直接连接马达到绞盘的驱动器 最多可以吊起多重的物体呢? 上。放在超过桌子边缘的地方。 打开灯.测量物体上升的高度. 把太阳能电池连接到马达上.加 一个能被轻易拉起的重物. 2.如果云飘过来把太阳给遮住了,如何可以继续让摩天轮转下去? 当你覆盖住太阳能电池的1/4,1/2,3/4 时,力有什么变化? 神奇的太阳能小车 Magical solar energy car 活动目标: 理解太阳能与电能之间的转换。 研究影响太阳能使用的效率因素。 知道太阳能是种可再生能源。 培养孩子们对太阳能的兴趣。 活动器材: 9684, 台灯, 尺, 斜面, 细绳, 弹簧称 关键词: 太阳能,能量转换, 联系: 你对太阳知道多少? 如何来提高对太阳能的使用效率? 为什么太阳能车设计的时候电池板不是平着放? 炎热的大热天里,骑脚踏车兜风一点儿也没意思。太阳能电池是否真的能提供足够的能量,使汽车 或自行车真正地发生变化吗?太阳能电池增加了重量和制造的成本,而且并不是每天都会出太阳。 太阳能的优点: 太阳能作为一种新能源,它与常规能源相比有三大优点: 第一,它是人类可以利用的最丰富的能源,据估计,在过去漫长的 11 亿年中,太阳消耗了它 本身能量的 2% ,可以说是取之不尽,用之不竭。第二,地球上,无论何处都有太阳能,可以就地 开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三, 太阳能是一种洁净的能源,在开发和利用时,不会产生废渣、废水、废气,也没有噪音,更不会影 响生态平衡。 建构: Design: 设计并搭建一辆太阳能小车,在太阳下驱动起来。 Building: 参考搭建方法: 可以参考搭建手册来搭建,鼓励孩子们自己设计. 手册中的参考方案: 注意太阳能电池板 的角度,要把它当成 一块积木斜起来, 反思: 1.比赛,看谁的太阳能小车在太阳下(台灯下)行驶得最快(最远)? 记录下每组孩子们的成绩. 2.哪些因素影响了太阳能小车的行驶速度和距离: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________ LEGO 太阳能电池: 让太阳能电池直接面对光源,那样更有效。光源越亮,就能产生更多的电。但是,作为 一个警告,光离太阳能电池越近,热量就吸收得越多,这会增加热量造成损坏的可能性。 Tips : 把太阳能电池放在窗台上,利用穿过玻璃的太阳光也很好,但是为了得到比较一致的结果, 所以用普通的台灯。要提醒学生台灯本身也会变得很热。 太阳能电池注意点: 太阳能电池是不防水的. 不能把太阳能电池两端相接,造成短路. 一般来说白炽灯会产生大量的热,当它很靠近太 阳能电池的时候, 只能用很短的一段时间. 3. 当你覆盖住太阳能电池的 1/4,1/2,3/4 时,小车的运 动有什么变化? 这个太阳能电池被安装在一个高质量的塑料框架里,这个框架能够连接 LEGO 的元件.在 很大范围内的光线条件和温度下,它都能被运用.在理想状态下,它应该被安装在一个光线能以 一个恰当的角度照到它表面的地方. LEGO 太阳能电池由七个太阳能电池和一个两极管组成.它们被串联着,所以整个的电压 =7X0.4 伏特(加起来大约为2.8 伏特). 如果有一部分的太阳能电池被盖住来改变它的能量,我们介绍一种能的出最好结果的方法, 水平的遮盖它,并且和弯曲边平行.如果从一边到另一边垂直地来遮盖电池,将得不到很好的效 果. 满的电压和电流是由取得光线的地点所决定的.这个例子就是在比较下,在整个面板中,大 约25% 的电流得到了光 满电压和25% 的电流太阳能电池得到了最少的光,决定了最大的电流. 这里面将不会有电流. 理想光源就是天然的太阳光.如果用人工的光需要谨慎.一般来说白炽灯会产生大量的热, 另外,把灯和太阳能电池保持一段合理的距离(至少8 厘米). 延续: 1.研究一下,当灯和电池之间的距离变化的时候,车子的速度是如何变化的。为 你得出的结果画一张图表。 2.如何可以存储太阳能? 让小车在没太阳的情况下,继续开下去! 有关电容器注意点: 保持电容器的干燥. 不要在两端接成短路. 防止外在的损坏. 电容器单元包括一个法拉的电容和一个附加的,使它能与马达/发电机和太阳能电池一起 运用的线路。这个线路同时还保障两端电压不超过 18 伏特。 电容的连接: 如果电容器没有正确连接或发电机以错误的方式转动,电容器将充不满电。正确地连接 电容器,顺时针方向转动发电机,都是很重要的。当顺时针转动的时候,在发电机左端产生 正电荷(以红色的瓷片表示)。在发电机的右端产生等量的负电荷(以黑色的瓷片表示)。 第一次为电容器充电,或者在它用过比较长的一段时间以后: 建议同学们为电容器充电直到红灯亮,然后用马达为电容器放电。这对于在实验中得出 一致的结果非常的重要。如果电容器已经被保存了一段时间,那么为它充电要比后来的充电 花上更长的时间。这是因为所有的电容器,包括LEGO 电容器,释放出储存的电量也需要一 段时间。比如说,马达有一个最小运行伏特数,1 伏特。因此,如果你为电容器充满电,连接 到马达上,并且运行马达直到马达停止,当电容器的伏特数降到一伏特的时候,它将停止运 行。当你重新充电时,你只是把电压从1 伏回到2.5 伏,而不是象从储藏室里那出时那样是0 。 3.测算一下,太阳能电池能给模型车多少帮助。 首先,让我们算出在水平轨道上,使车运动需要多大的力。把太阳能电池装到模型车上。 (制造你自己的太阳能模型车,或者在太阳能装 配手册里任选一款)用测力计测量使车刚好可 以运动时所需的力。 做一个斜面或山坡让车爬行,把装有太阳能电池的 模型车放在斜面上。打开灯代替一个太阳天.升高 或者缩短斜面,直到车爬不动停止。用测力计测 量使车刚好可以重新运动时所需的力。 把灯放远一点(一个阴天)。重复,完成表格。 移动小车所需的力(N ) 阅读1 有太阳能电池和光线 有太阳能电池没有光线 没有太阳能电池 a.在晴天的时候太阳能电池提供了多少帮助? N b.在阴天的时候太阳能电池提供了多少帮助? N c. 晴天比阴天你多得到了多少额外帮助? N d.如何算出你用了多少力来推动太阳能自行车的附加重量? e.在真的汽车上安装太阳能电池有哪些好处和坏处? 太阳能宝石磨 Gem polishing device of solar energy 活动目标: 利用太阳能来解决问题。 会从生活中寻找材料。 理解并运用产生转动和直线运动的方式。 活动器材: 9684, 胶卷壳, 纸 关键词: 太阳能,存储,转换,转动 联系: 艾伦喜欢退休后生活在山间农舍。在外出行走时,他发现了许多粗糙的宝 石。要把它们做成珠宝,他需要六个星期手工磨光它们。在大太阳底下用手做 这个,那是一件很辛苦的工作。 钻石或者宝石头是矿石的一种,挖出之后需要打磨等一系列加工过程后才能形成宝石。 宝石成品的加工 宝石成品的加工包括从原材料选用至琢磨等环节。 选用材料者必须懂得宝石的各种特性和评价要领。选料标准包括原料的质地、颜色、透 明度、硬度、块体大小,形状的可利用程度等因素,目的是看其能加工出何种价值的宝石。 习惯上,宝石界将钻石、红蓝宝石、祖母绿、金绿猫眼宝石等归为高档宝石;将绿柱石、 翡翠、碧玺(电气石)、海蓝宝石、珍珠等归为中档宝石;黄玉、水晶、绿松石、玛瑙、琥 珀等为低档宝石。而同一品种的宝石又根据质地、颜色等分高、中、低档,最明显的例子是 翡翠,一块艳绿玻璃地的优质翡翠戒面价值万元以上,而低档的翡翠手镯一只也不过数百元。 由于宝石的这些特性,故加工时常按品种选料,下料时应由经验丰富的人员进行。 选料后一般要对原料进行仔细观察,了解原料的内在质量、裂纹、包裹体、晶体光学方 位、解理等情况,确定可利用的部分和需剔除的部分,再依照具体宝石的习性、具体形状、 加工习惯来设计切割宝石。宝石形状的设计要有利于宝石对光线的折射、反射或特殊光学效 应的显现,使珍贵的宝石能通过一系列的光面和棱表现出其内在的和外观的美,更加绚丽光 彩。此外,还要考虑能否最大限度地保持宝石的体积。 款式方面,经过长时期的实践和研究,国际上已出现了大量流行的宝石设计款式,各种 款式中宝石的光面数量、角度、形状均有一定的要求,款式也常有自己的命名,如钻石常被 设计成四方八角形、弗罗朗廷(双玫瑰)形、钻圆形等流行款式。 设计好款式之后,要对宝石进行切割、研磨、抛光。切割宝石也叫“开料”,通常用带有 金刚砂圆锯的宝石切割机进行。研磨和抛光可在专用的宝石研磨抛光机上进行,该机上有一 可以粘信宝石坯料的机械手,机械手可以调节角度、压力;还有一电动磨盘,可以配粗细不 同的的金刚石磨片和抛光盘,一般程序是先粗磨后细磨,再加氧化铝、氧化铈或硅藻土等抛 光剂进行抛光。虽然现在有半自动化的切磨机械,但宝石加工是很难实行规格化的,主要还 是要靠有丰富、良好的切磨技术及一定的宝石学知识的磨工来完成。世界上的一些名宝石, 都由名人名匠设计加工。如 20 世纪初世界上最大的金刚石“库利南”,即是用 8 万英镑的重 金聘请当时荷兰阿姆斯特丹著名工匠约阿斯查尔来劈开和琢磨的,当巨大的钻石被成功地劈 成两块时,可怜的工匠竟紧张得昏了过去。 玉和玉石的加工与一般的宝石不同,它一般被制作成非平面几何形态的各种饰物和工艺 品。如翡翠原料(称“仔料” )要由行家开料,尽量能够大块利用,不能大块利用时就要取出 价值高(如翠绿)的部分单独加工,或利用天然原料中不同质地和颜色的“翠”和“地”的分布 巧妙地设计形象逼真的工艺雕刻品,如绿叶白骨的小白菜等。琢玉的过程包括了选料、设计、 粗绘、铡(切割)、錾(凿)、冲(平)、磨(大样)、轧(细部)、勾(纹)、光(上光)等步 骤。玉雕师可以用数年时间雕刻规模巨大的翡翠作品,使其成为无价之宝。如全国人大代表、 物级工艺美术大师李博生等的“岱岳奇观”等几件巨型翡翠雕刻,就是利用几块大型原料,集 中了北京玉器厂近40 名高手,在 6 年内完成的,其价值不可估量。 款式方面,除了各种表现山水、鸟兽、神话和器物的大型雕刻之外,翡翠玉器常见“ 旧 饰”和“时饰”两类装饰品。旧饰指清末以前的各种官饰和贵族饰,如“翎管”、“帽正”、“烟壶”、 “龙勾”、“朝珠”、“扇坠”、“喜字”等;时饰指晚清以来流行的款式,如蛋戒面、鸡心、杏仔、 玉镯等。国际目前流行的款式有底平顶弧的龟背形、祖母绿型两种戒面。其他玉石一般以工 艺品雕刻为主,兼有玉镯、玉坠等器物,极少拿来制作戒面等个体较小的首饰。 珍珠的加工也具有其特殊性。其中圆形且有光泽,可以作宝石用的,只不过占总产量的 小部分,称之为原珠。原珠的加工一般有如下的工序:(1)漂白、泡水、浸中和剂;(2 ) 利用灯光进行恒温加热,使其色正发亮,显现光泽;(3 )品质分级、大小筛选;(4 )穿洞, 其中瑕疵少者可钻单洞,用于戒指、耳环等,价值较高;瑕疵多者则钻双洞,用于珍珠串项 链;(5 )镶嵌或串珠。 建构: Design: 设计并制作一个 LEGO 太阳能宝石磨光器,画出磨光器的草图。 要求: 它如何装上翻转机磨光石头而又在同一时间转动它? 它的转动速度应该是多少? 它如何使好几个翻转机在同一时间运行? Building: 孩子们应该要知道,太阳能宝石磨光器是一种机器,有一个装有粗糙宝石的 转动很慢的桶,通常用高级的金刚砂来磨光宝石。磨光机以相对较慢的速度转动, 参考搭建方法: 所以石头是滚动而非滑动。太快的话,它们会粘到边上去。一个 35 毫米的胶卷 容器可以作为滚桶。 胶卷壳正反两面钻两个洞,可以穿轴。用来放需要磨的宝石。 使用齿轮箱来转动 宝石箱,需要一个平 稳的底盘。 宝石很贵重,随意磨 的时候需要速度慢, 平稳! 如果使用胶卷壳的话,那么盖子需要盖 紧些,可以使用橡皮筋来做到。 加上太阳能电池板,注意要倾斜一定的角度。 反思: 1.测试一下,看石头是否能正确翻转。(可以把碎小纸团作为小宝石) 2.哪一组的磨光器的效果最好?如何来提高你的磨光器的工作效率呢? 应该能使两个或更多的容器滚动。 可以用齿轮或者滑轮来调节速度。(但速度不能太高,因为磨宝石要平稳些) 让太阳能电池板找到最合适的那个角度。 延续: 1.如果你有时间,修改你的设计,使 ALLEN 可以在同时用钻石切轮切割宝石。 连杆 利用连杆的方式来设计一把太阳能锯子。孩子们会把作品设计得非常人性化,他们的想象力 是丰富的。 2.让孩子们结合生产过程中的需要改进自己的宝石磨光器。 要想其它小组解释你设计的理由。 太阳能遮阳伞 Sun shade of solar energy 活动目标: 利用太阳能来解决问题。 会从生活中寻找材料。 理解并运用产生伸缩运动的方式。 活动器材: 9684,纸 关键词: 太阳能,存储,转换,伸缩 联系: 天很热,雷利太太开着自己的老爷车,总是感觉太阳刺眼. 你有什么好主意吗? 讨论一下! 建构: Design: 设计并制作一套利用太阳能的汽车遮阳伞! 要求: 一旦有太阳,遮阳伞自动会伸展. 没有太阳的时候,司机可以随时收回遮阳伞。 尺寸上要符合汽车的要求和司机的位置。 Building: 参考搭建方法: 伞可以用纸等来做。 放置在车尾处的 太阳能电池板 利用四边形连杆来驱动遮 阳伞的伸缩 使用一个马达来在没有太阳的 时候把遮阳伞收回来。 使用连杆的方法来推动四连杆的伸缩。 反思: 1. 雷利太太可以用什么方法来收回伞呢? 用另外一个马达来控制伞的收回. 2.当雷利太太想一边开车一边享受阳光的时候,车上的遮阳伞可以不伸展吗? 当下雨的时候,没有阳光了,如何可以打开遮阳伞呢? 想办法遮住太阳能电池板或者索性拔掉导线.或者把太阳能电池板. 延续: 1.建造一个太阳能温室!在阳光大的时候可以保护保护温室种植物. 使用蜗杆来抬起太阳 能顶. 太阳能电池板可以作为温室的屋顶. 温室里面放植物. 利用纸的可以折叠性来作温室的屋顶. 2.你可以将温室改成一架太阳能衣架吗? 孩子们会用最象衣架的零件. 捕获风能 Catch wind energy 活动目标: 知道风湿是一种能源。 掌握得到风能的方法。 理解风能的意义和作用,知道如何来存储风能。 活动器材: 9684,吹风机(风扇) 关键词: 风能,转换, 联系: •风是不是能源? •我们利用什么方法来获取风能? •你能举一些实际生活中应用风能的例子吗? News : 风作为能源,很早就被人类所开发利用。早在2000多年以前,人们开始利用风的“神 力”带动风车引水灌田、碾米磨面。目前,世界各国都把开发利用风能放在能源发展的重要 位置。 据专家介绍,只要有风的地方,都可以利用风能。风能取之不尽,用之不竭,不需要采 购、运输,不需要开采,不消耗资源,清洁卫生,一尘不染。 我国风能资源丰富,储量32 亿千瓦,可开发的装机容量约2.53 亿千瓦,居世界首位, 与可开发的水电装机容量3.8 亿千瓦为同一量级。2005 年我国风电装机容量超过100 万千瓦, 2020 年风电规模预计达3000 万千瓦。未来风电很可能成为和太阳能比肩的新能源行业。 专家指出,目前开发利用风能主要有两种方式:一是采用风力机械设备,把风能转变成 机械能,直接为人们所利用,像风力提水灌溉等。二是采用风力发电设备,把风能转变为机 械能,然后再将机械能转变成电能,这就是风力发电。 建构: Design: 设计并搭建一架大型风车,给小屋内的灯供电! Building: 参考搭建方法: 可以参考搭建手册,搭建一架风车出来。(只需要完成风车部分) 风能通过轴转动 叶片 马达,实现能量 的转换。 一架风车有三部分组成: 叶片 底座 转换装置 底座 结构中的桁架塔。 要高,同时稳固, 反思: 1. 用风扇来测试一下,看看你的风车转动得起来吗? 一台风扇可以提供给风车足够的风。它 最好有一个罩子来确保手指不会被夹到叶片 中。举一些常例来提醒学生,不要把任何东 西放进叶片。有冷风的电吹风也是一个很好 的工具。如果将它放在一个适当的地方,就 能得出更一致的结果。 2.看看哪组的风车转动的速度是最快的? 能源套装中提供了丰富 的连接器,这些连接器的区 别就在于转动的角度不同。 可以让孩子们自己找器材中 的不同的连接器,自己找到 最合适的连接器,来产生最 大的转动速度。 有很多因素会影响风车的速度,比如说风力,风吹的角度,航行物的大小和形状。 为了得到一致的结果,学生们必须确保风扇和风车之间的距离不变。 3.当你改变风力的时候,马达的速度有什么变化? (以电风扇和马达的距离为5 厘米开始,以一个叶片作为参考研究对象) 风车与风扇距离 风车转动速度(圈/分钟) 5 厘米 老师可以通过板书把关系 10 厘米 画出来 15 厘米 20 厘米 看看你的风车是否能够使它们同时运转。找出不同的距离对于速度有什么影响。在同一张表格 中你可以得出哪些结论? 延续: 1.设计一间小屋,让风车为小屋供电。 发电机可以被安装在风车上直接发电(叫做风力发电 机)。风使叶片转动的越快,就能产生更多的电能。增 加一个负荷(台灯)意味着转动风车需要做更多的功。 马达把电能转换成动能,而发电机把动能转换成电能,。 风使风力发电机的叶片转动。风力越大就能产生更多的电能。如果发电机被连接在台灯上, 那么就需要从风中得到更多的动能。 2.比比哪组的等最亮呢? 3.如果一旦风停下来了,你的灯还能亮吗? 如何可以让灯亮的时间更长久呢? 注意:我们可以把电能储存进电容器,在需要的时候再输出它。电容器没有化学成分,不能 像电池一样储存电能。电容器里储存越多能量,就能输出越多的能量,但是它所能储 存的量有一个限度。 观察当你关掉电风扇的时候,风车有什么变化。到它的停止需要多长的时间。 电容器需要花多长的时间: a.充满电。 分 秒 b.放空电。 分 秒 风车 Windmill 活动目标: 通过风车来研究风能。 通过风车来研究如何可以得到更多的风能。 设计并搭建一个风车。 活动器材: 9684,吹风机(风扇)秒表 关键词: 风能,转换,风车 联系: 你在哪里看到过风车? 世界上哪个国家风车最多? 风车的作用是什么? 如何提高风车的工作效率? Tips : 风车也叫风力机,是一种不需燃料、以风作为能源的动力机械。古代的风车,是从船帆 发展起来的,它具有6~8 副像帆船那样的篷,分布在一根垂直轴的四周,风吹时像走马灯 似的绕轴转动,叫走马灯式的风车。这种风车因效率较低,已逐步为具有水平转动轴的木质 布蓬风车和其它风车取代,如“立式风车”、“ 自动旋翼风车”等。 2000 多年前,中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。12 世纪以后,风车在欧洲迅速发展,通过风车(风力发动机)利用风能提水、供暖、制冷、航 运、发电等。 中国古代风车具有明显的特点,除卧式轮轴外,风帆为船帆式。帆并非安装於轮轴径向 位置,而是安装在轴架周围的八根柱杆上。帆又是偏装,即帆布在杆的一边较窄,在另一边 较宽,并用绳索拉紧。如图,当风作用於A 时,帆为顺风,帆与风向垂直 (受力最大) 并被 绳拉紧;转到位置C 时,帆被吹向外,帆面与风向平行;至E 处再恢复迎风位置。利用绳 索的松紧和帆的偏装,它可以利用戗风或逆风,如同在船帆中一样。这种装置方式使帆可以 自由随风摆动,而不产生特别的阻力,帆在外周转动的有效风力作用范围,超出180 度。 如在位置G,开始转入顺风,帆还可以利用部分风力少量作业。这种船帆式风车的特色,为 中国所独有 公元 7 世纪在西亚—大概在叙利亚,建造了第一批风车。世界上的这个地区有强风, 几乎总是朝着相同的方向吹,因此就面向盛行风而建造了这些早期风车。它们看上去不像如 今所见到的风车,而是有着竖式轴,轴垂直排列着翼,与旋转木马装置上排列着木马很相似。 12 世纪末在西欧出现了第一批风车。有些人认为,在巴勒斯坦参加了十字军东侵的士 兵们回家时带回了关于风车的信息。但是,西方风车的设计与叙利亚的风车迥然不同,因而 它们可能是独立发明出来的。右图:典型的地中海风车有着圆形石塔和朝向盛行风安装的垂 直翼板。它们仍用于磨碎谷物。 西方风车的不同之处在于翼板环绕着垂直面而转动。因为风在欧洲比在西亚较为变化不 定,所以风车还另有

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