《2.4 起重机的平衡与稳度》学习任务单

《2.4起重机的平衡与稳度》学习任务单班级：姓名：小组：层次代号：教师评价：【课程标准与考试要求】在高中沪教版选修22的物理学习中，对于起重机的平衡与稳度这一知识点，要求学生理解起重机平衡和稳度的基本概念，掌握影响起重机平衡与稳度的因素，能够运用相关知识解决简单的实际问题，并且在学习过程中培养学生的物理思维和解决实际问题的能力。【学习目标】1、知识与技能准确说出起重机平衡与稳度的概念。能列举出至少三个影响起重机平衡与稳度的因素。熟练运用相关公式计算起重机在不同工况下的平衡状态。2、过程与方法通过观察起重机模型或者实际起重机的操作视频，总结出起重机平衡与稳度的特点。小组讨论影响起重机平衡与稳度的因素，提高合作交流与逻辑思维能力。运用所学知识对简单的起重机平衡问题进行分析和计算，掌握解决实际问题的方法。3、情感、态度与价值观感受物理知识在实际工程中的重要性，提高对物理学科的兴趣。在小组合作学习中，培养团队协作精神。【学习重点】1、理解起重机平衡与稳度的概念。2、掌握影响起重机平衡与稳度的因素。【学习难点】1、运用相关公式准确计算起重机的平衡状态。2、分析不同因素对起重机平衡与稳度的综合影响。【知识链接】1、力的平衡同学们，咱们之前学过力的平衡。就像咱们玩跷跷板的时候，如果两边的人重量差不多，而且离支点的距离也合适，跷跷板就能保持平衡，不会一头翘起来。这就是一种简单的力的平衡现象。在起重机里呢，也有力的平衡关系，不过要复杂得多。2、重心大家都知道，每个物体都有重心。就像我们拿一根铅笔，试着找它的重心，会发现大概在中间的位置。对于起重机来说，它的重心位置可是非常关键的，会直接影响它的平衡和稳度。比如说，要是起重机的重心太靠前或者太靠后，就像一个人站得歪歪扭扭的，很容易失去平衡。【自主学习案】1、概念理解观看一段简短的起重机工作视频（我给大家提供这个视频链接哦，就在咱们的学习资源库里，很容易找到的），然后用自己的话描述一下你看到的起重机在工作过程中的平衡状态。比如说，它的吊臂在吊起东西的时候有没有晃动呀，整个机身看起来稳不稳呢？把你的观察写下来。查阅课本或者上网搜索（记得用可靠的学习网站，像学科网之类的），找出起重机平衡与稳度的定义，然后把定义抄下来，再用自己的理解解释一下这两个概念。比如，可以类比咱们生活中的一些东西来解释，就像刚刚说的跷跷板，它的平衡就和起重机的平衡有相似之处。2、影响因素探究想象一下你在建筑工地上看到的起重机（如果没见过也没关系，可以在网上找一些高清的建筑工地起重机工作图片）。从图片或者你的想象中，思考一下哪些因素可能会影响起重机的平衡与稳度。先自己列出至少五个因素，不管对不对都没关系，大胆地想。比如，吊臂的长度、吊起物体的重量、起重机的底座大小等等。然后查阅课本或者其他学习资料，看看你想的因素对不对，把正确的影响因素整理出来，并且简单解释一下为什么这些因素会影响起重机的平衡与稳度。例如，吊起物体的重量越大，对起重机的平衡影响就越大，因为这相当于在跷跷板的一边加了更重的东西。【自学反思】我的收获：在这个自主学习的过程中，我对起重机的平衡与稳度有了初步的认识。通过观看视频，我发现起重机在工作的时候，它的平衡状态看起来很复杂，需要很多部件协同工作才能保持稳定。我还学会了如何查找概念的定义，并且用自己的话去解释它们。这让我对起重机平衡与稳度的概念理解得更深刻了。在探究影响因素的时候，我发现自己能想到一些因素，但是还有很多没想到的。通过查阅资料，我知道了原来起重机的结构设计、周围环境的风力等因素也会影响它的平衡与稳度。这让我意识到思考问题要全面。我的疑问：在计算起重机平衡状态的时候，那些公式看起来很复杂，我不太明白每个符号代表的意思。当多个影响因素同时作用的时候，我不太清楚该怎么综合考虑它们对起重机平衡与稳度的影响。附【自主学习检测】学习结束后，通过在线学习平台完成本课的“自主学习检测”。【互动探究案】1、小组讨论咱们现在分组讨论一下影响起重机平衡与稳度的因素。每个小组45个人，大家可以分享自己在自主学习时找到的因素，然后一起讨论还有没有其他的因素。讨论的时候，要互相倾听，尊重别人的想法。比如说，小明同学说他觉得起重机的轮胎或者支撑脚的稳定性也会影响平衡，那大家就要思考一下他说的有没有道理，然后再补充或者提出不同意见。在讨论完影响因素之后，每个小组要选出一个代表，向全班汇报你们小组讨论的结果。汇报的时候，要详细地解释每个因素是如何影响起重机的平衡与稳度的。就像给其他同学讲故事一样，把这个道理讲清楚。2、案例分析老师给大家一个起重机工作的实际案例（这个案例会以文字和图片的形式展示给大家）。在这个案例中，起重机在吊起一个重物的时候出现了轻微晃动，差点失去平衡。大家根据我们刚刚学习的知识，一起分析一下可能是哪些因素导致了这种情况。每个小组可以在纸上列出你们认为的原因，然后咱们一起讨论。在分析原因的过程中，要运用我们学过的概念和影响因素知识。如果需要计算的话，可以试着列出算式（不用担心算错，重要的是思考过程）。比如，如果知道吊起物体的重量、吊臂的长度等数据，就可以根据平衡公式来分析是不是因为力的不平衡导致的晃动。【小结】通过自主学习和互动探究，我们对起重机的平衡与稳度有了更深入的了解。我们知道了它的概念，掌握了影响它的因素，还学会了分析实际案例中的平衡问题。【巩固训练案】1、选择题以下哪个因素对起重机的稳度影响最小？（）A.吊起物体的重量B.起重机的颜色C.吊臂的长度D.底座的面积当起重机吊起一个重物时，为了保持平衡，以下做法正确的是（）A.尽可能地伸长吊臂B.减少底座的支撑面积C.根据重物重量调整吊臂角度D.忽略周围环境的风力2、简答题请简要说明起重机的重心位置对其平衡与稳度的重要性。列举两种在实际操作中提高起重机平衡与稳度的方法，并解释其原理。3、计算题已知起重机的自重为10000N，重心距离底座中心的水平距离为2m，吊臂长度为10m，吊起的重物重量为5000N，求在这种情况下起重机是否处于平衡状态（假设其他因素暂不考虑）。如果不平衡，应该如何调整？（提示：根据力矩平衡原理，力矩等于力乘以力臂，当顺时针力矩等于逆时针力矩时，物体处于平衡状态）【学习反思】我的收获：通过巩固训练，我对起重机平衡与稳度的知识掌握得更扎实了。在做选择题的时候，我学会了准确判断各个因素对起重机的影响程度。简答题让我能够更有条理地阐述关于起重机重心位置以及提高平衡与稳度方法的知识，这提高了我的表达能力。计算题虽然有点难，但是通过计算，我更深入地理解了力矩平衡原理在起重机平衡问题中的应用。我的疑问：在实际工程中，起重机的平衡与稳度还会受到很多复杂因素的影响，像地震、地基的不均匀沉降等，我们该如何在这些复杂情况下确保起重机的安全呢？在做计算题的时候，如果考虑更多的实际因素，公式会变得更加复杂，有没有什么好的方法来简化计算过程呢？1、选择题答案：B。起重机的颜色与它的平衡和稳度没有直接关系，而吊起物体的重量、吊臂的长度和底座的面积都会对其产生重要影响。答案：C。根据重物重量调整吊臂角度可以改变力臂的长度，从而调整力矩，有助于保持平衡。伸长吊臂、减少底座支撑面积和忽略风力都不利于保持起重机的平衡。2、简答题起重机的重心位置非常重要。如果重心位置过高，起重机就容易倾倒，因为重心越高，物体的稳度越小。当起重机吊起重物时，重心会发生变化，如果重心超出了起重机的支撑范围，就会失去平衡。就像我们把一个很高的东西放在一个小底座上，稍微一碰就容易倒。所以，合理的重心位置是保证起重机平衡与稳度的关键因素之一。方法一：增加底座的重量或面积。原理是增加底座的重量或面积可以降低整个起重机的重心，并且增大支撑面，根据稳度的计算公式（稳度与重心高度成反比，与支撑面成正比），这样可以提高起重机的稳度。方法二：合理调整吊臂的角度和长度。原理是通过调整吊臂的角度和长度，可以改变吊起物体的力臂，从而调整力矩，使起重机保持平衡。3、计算题首先计算起重机自