《欢迎乘坐过山车！》活动建议方案

1、欢迎乘坐过山车！活动建议方案一、活动流程框图活动一：小球能回到出发时的高度吗？活动二：怎样使小球上升得更高？活动三：自己做个过山车吧！二、活动过程2.1活动一：小球能回到出发时的高度吗？2.1.1活动任务做对接斜面实验，观察小球从斜面上自由滚下后的运动情况，研究小球上升高度与动能与势能之间的关系。2.1.2活动内容1.创设情景，提出问题（1）教师出示图片，提问：从左边圆弧上缘滚下的小球，会滚上右边圆弧上缘的同一高度吗？（如图）2.学生分组实验探究：（1）学生根据生活经验进行猜想；（2）教师引导学生分组实验探究；（3）学生分组讨论，设计实验方案；（4）进行实验，记录实验数据；（5）分析实验数据得

2、出初步结论。对记录的多组数据进行比较，归纳出结论。实验参考实验器材：光滑木板或塑料板2块，小钢球（可用轴承中的钢珠）刻度尺。实验装置：实验步骤：将两个光滑斜面对接，用书本支撑稳定。将小球放在左侧斜面某一高度处，做高度标记。用刻度尺测量出此时小球的高度，记为h0。 让小球自由的滑下，用笔大致的记录下小球滚上右侧斜面的最大高度，和返回左侧达到的高度，分别用刻度尺测量两个高度记为H1和h1。 再将小球放回左侧斜面原始高度h0处，重复以上步骤再测多组数据。 改变小球释放高度，做几次实验； 改变斜面对接角度，再做几次实验。实验现象和结论：h1H1h0小球从同一高度开始运动，每次小球上升的高度基本相同，但

3、要比初始高度h0低一些。返回后的高度更低一些。（6）交流探究实验结论老师播放理想实验的图片和动画；引导学生们分析探究结论。学生尝试解释为什么小球上升的高度会比原始高度略低。解释参考： 克服阻力做功使得小球的机械能减少，所以上升的高度比原始高度略低一点。 小球在初始位置和上升到最高位置，具有重力势能。小球运动过程中受阻力，由于克服阻力做功，小球的机械能减少了。上升到最高点时小球的重力势能，小于初始时的重力势能，在质量一定的情况下，高度就减小了。2.1.3活动组织形式2人一组分组实验讨论。2.1.4活动评价方式教师评价与学生自评互评相结合。2.1.5所需学习资源小球能上升多高.jpg实验装置图.j

4、pg实验现象.jpg小球记住了自己的上升高度.jpg翻滚过山车在运动过程中的能量转化.jpg理想实验.swf2.1.6所需学习时间1课时。2.2活动二：怎样使小球上升得更高？2.2.1活动任务设计实验，探究使小球上升的最大高度大于初始高度，认识动能与势能的相互转化。2.2.2活动内容1.提出问题：如何让小球上升的高度等于或高于初始高度？教师说明要求： （1）教师使用拍球和荡秋千的图片设置情景，启发学生从能量角度讨论使小球上升的高度等于或高于初始高度的条件。 （2）设计让小球上升的高度等于或高于初始高度的实验方案，可以使用不同的器材和方法设计实验。 （3）实施自己的实验方案。2.学生设计并实验（

5、1）分组讨论实验设计方案。 使小球初始高度时的机械能总量大于它的重力势能，即小球在初始高度时既有重力势能又有动能。初始的机械能可以是动能和重力势能，也可以是弹性势能和重力势能；使用的器材，可以是小球和对接斜面，也可以使用单摆或乒乓球。（2）分组进行实验。3.交流和分享 各小组在班级展示本组的实验现象及交流对现象的解释。实验参考一实验器材：光滑木板或塑料板2块，小钢球（可用轴承中的钢珠），固定在一小木块上的弹簧，刻度尺。实验装置：图1实验步骤：将两个光滑斜面对接，用书本支撑稳定，如图1。将小球放在左侧斜面某一高度处，做高度标记。用刻度尺测量出此时小球的高度，记为h0。让小球自由的滑下，用笔大致的

6、记录下小球滚上右侧斜面的最大高度，再用刻度尺测量出该高度记为h1。将固定弹簧的小木块放在左侧斜面上，用小球将弹簧压缩一小段距离，并使小球处于初始高度h0处，如图2。放开小球，弹簧将小球弹出，用笔大致的记录下小球滚上右侧斜面的最大高度，再用刻度尺测量出该高度记为h2。改变小球压缩弹簧的距离，再做几次实验。图2也可不用弹簧，该用手指轻轻压住小球，然后用铅笔击打小球沿斜面滚下。实验现象：每次小球上升的高度不同，能够达到或超过原来的初始高度h0，弹簧压缩的距离越大上升的高度越大。实验参考二实验器材： 乒乓球、硬木板（水泥地面）、泡沫塑料块（泥土地面）实验步骤： 让乒乓球从一定高度自由落下，观察经硬木板

7、（水泥地面）反弹后乒乓球再跳起的高度是低于原来下落时的高度，还是等于原来的高度，还是高于原来的高度。 略微用力向下抛出乒乓球，使乒乓球开始具有一定的向下速度，观察经硬木板（水泥地面）反弹后乒乓球再跳起的高度是低于原来下落时的高度，还是等于原来的高度，还是高于原来的高度。 用较大的力向下抛出乒乓球，使乒乓球开始具有较大的向下速度，观察经硬木板（水泥地面）反弹后乒乓球再跳起的高度是低于原来下落时的高度，还是等于原来的高度，还是高于原来的高度。2.2.3活动组织形式24人一组，分组实验。2.2.4活动评价方式教师评价与学生自评互评相结合。2.2.5所需学习资源拍球（1）.jpg拍球（2）.jpg球星

8、和篮球（1）.jpg球星和篮球（2）.jpg球星和篮球（3）.jpg球星和篮球（4）.jpg球星和篮球（5）.jpg秋千越荡越高.jpg怎样使小球上升得更高？.jpg 2.2.6所需学习时间1课时。2.3活动三：自己做个过山车吧！2.3.1活动任务用铁丝加工合理设计的“过山车”轨道，以便可以用玻璃珠或钢珠在轨道上作“过山车”运动。2.3.2活动内容1.了解过山车（1）教师通过播放媒体资源过山车图片、动画介绍过山车。（2）学生自主学习有关过山车的资料。学习卡片1过山车简介 过山车（Roller coaster，或又称为云霄飞车）是一种机动游乐设施，常见于游乐园和主题乐园中。拉马库斯&#

9、183;阿德纳·汤普森（LaMarcus Adna Thompson）是第一个注册过山车相关专利技术的人（1865年1月20日），并曾制造过数十个过山车设施，因此被誉称为“重力之父”（Father of Gravity）。一个基本的过山车构造中，包含了爬升、滑落、倒转，其轨道的设计不一定是一个完整的回圈，也可以设计为车体在轨道上的运行方式为来回移动。大部分过山车的每个乘坐车厢可容纳2人、4 人或6人，这些车厢利用勾子相互连结起来，就像火车一样。从最基本的层面来看，过山车不过是一部利用重力和惯性使列车沿蜿蜒的轨道行进的机器。在钢铁制过山车中，日本长岛温泉游乐园中的过山车Steel Dr

10、agon 2000，全长2479公尺，是最长的过山车。第二名是位于英国Lightwater Valley中的The Ultimate，全长2271公尺，第三长的Millennium Force位于美国俄亥俄州Cedar Point乐园。学习卡片2过山车原理 过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话。那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。这次

11、同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠胃就行了。当然，如果你受身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车带来的种种感受，你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。在刚刚开始时，过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是引力势能，即由势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。2.教师布置制作过山车的任务。（1）教师准备小钢珠，发给每个小组一粒钢珠。 教师出示离心轨道图片。要求学生自己找材料为这颗钢珠制作一个过山车轨道，使钢珠可

12、以沿轨道翻转滚动。（2）学生根据钢球的大小，在课下准备制作过山车轨道所需的材料和工具。3.制作过山车轨道（1）分组活动，制作过山车轨道；（2）调试自己的过山车，是小球顺利通过圆轨道的最高点；（3）班级活动，各组表演自己的过山车。评比。第一名第二名第三名最佳创意奖最佳设计奖最佳制作奖最经济实用奖制作参考制作器材：直径4mm，长约2.5m的铁丝（要求表面光滑无折痕）一根，钢丝钳，刻度尺，木板。制作方法：将铁丝弯成如图所示的形状，两平行铁丝的间距为1.2cm，每隔10cm用一根1.5cm长的横梁，在翘起的斜轨道顶端小圆环的下部焊一个支架，支架下端插入木制底板中，斜轨道最高处距底板高为22cm，大圆环

13、直径15cm，水平滑道长20cm，末端7cm长的轨道可加宽至1.7cm，轨道尾部成直径2cm的半圆形。1.2cm2.5m说明：（1）材料及规格是针对直径2.2cm的钢球所设计的。铁丝直径及长度可根据所使用的小钢球大小来决定，钢球小，则可用细些的铁丝做轨道，轨道的各部位尺寸也可相应的减小。（2）可以用其他方式固定两条轨道的间距，不一定要焊接。4.探究过山车的能量转化。（1）学生实验：从不同高度释放小钢球，观察钢球的运动情况。 钢球从高端A释放，顺利通过轨道全程； 钢球的释放高度与圆形轨道最高点C在同一水平线时； 钢球从低端D释放；（2） 找到钢球顺利通过圆轨道最高点C的最低释放高度。（3）讨论：钢球从高端A下落后，速度为什么越来越快？在绕着圆轨道运动时，为什么不会掉下来？ 如果钢球从低端D开始释放，钢球为什么会掉下来？钢球释放点的高度与圆形轨道的最高点在同一水平线时，钢球为什么不能通过圆轨道而会掉下来？钢球顺利通过圆轨道C点的最低释放高度为什么比C点位置高？5.写一篇关于过山