第5章探索技术与工程的世界探究与实践课件浙教版科学七年级上册

第5章探索技术与工程的世界

1．我们身边的下列技术产品和工程分别满足了哪些需求？技术产品或工程能满足的需要智能扫机器人地智能马桶智能手环智能门锁可以自动测量工作空间，规划合理路径，节省扫地时间。满足人们对省时省力、清洁地面的需求具有自动加热马桶垫，自动感应开合、自动清洗和冲水等功能。满足人们对舒适和卫生的需求除了显示时间，还可以记录运动量、监测健康数据。满足人们对健康的管理和运动追踪的需要利用指纹解锁技术，增加安全性和便利性。满足人们对家庭安全和便捷解锁的需求2.调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题和不足，并提出改进设想。答：(1)座椅舒适度不足：有约三成的学生对座椅的硬度和材质表示不太满意，说明现有座椅的舒适度有待提高。(2)座椅设计不合理：一些学生座椅的高度设计不够人性化，没有考虑到学生的实际需求，影响了学生的学习效果。(3)座椅可调节性差：大部分学生提到希望座椅背部能够提供良好的支撑，同时也有相当一部分学生对座椅的可调节性和移动性有较高的需求，以便更好地满足个人的学习习惯和姿势需求。(4)外观影响使用：超过六成学生认为座椅的外观对他们的选择有一定的影响，他们更喜欢简约、时尚的外观设计。针对以上问题和不足，建议加强座椅的舒适性、设计可调节高度的桌椅、提升座椅的可调节性和移动性，以及设计简约、时尚的座椅外观，从而提升学生的学习环境和体验。1．设计一把办公椅一般过程说明举例明确问题1.明确设计的目标和要求，包括功能需求、性能需求、使用环境要求等。2.与客户或相关方进行深入沟通，充分理解他们的期望和限制条件。可以调节椅子高度和靠背角度，坐起来更舒适限制条件：高度调节范围：450～550mm靠背倾斜角度调节范围：0°～30°座椅材料：舒适、透气的网布材料能承受的最大载荷：150kg设计方案概念设计：1.根据问题，通过相互交流和讨论，运用头脑风暴，产生多种设计概念和方案，对这些概念进行初步评估和筛选，确定几个有潜力的方向。2.对选定的概念进行细化和完善，形成具体的设计方案，包括整体结构、主要部件、工作原理等方面的设计。绘制设计草图。具体设计：基于概念设计，进一步深化方案，确定各个零部件的具体尺寸、形状、材料等细节，绘制详细的工程图纸和技术文档详细设计图实施方案根据设计图，运用各种技术，进行一系列工作，制作原型检验产品在工作环境下对原型实物进行测试，是否满足限制条件测试高度调节、倾斜角度调节、承重能力和舒适性等方面。测试结果表明，原型在其他方面表现良好，但承重能力有所不足改进完善针对测试发现的问题，对设计进行进一步的调整和优化，解决出现的问题和不足之处。再次制作原型并重新进行测试综合考虑生产成本和实际需求，选择更换使用耐受力更强的材料，达到设计承重的标准发布成果测试完成后，与生产部门协作，为大规模生产做好准备工作，如制定生产工艺、整理和编写详细的设计报告、使用手册等与供应商合作，选取合适的材料和制造工艺，并制订生产计划。完成生产制造后，他们与办公家具经销商合作，进行一系列的展示、推广、销售活动2.制作三球运动演示模型用一个大功率LED灯，配一个圆形乳白色外罩表示太阳(大)、用地球模型表示地球(中)和用月球模型表示月球(小)，地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。模型的动力利用手动、皮带轮和皮带配合完成。机械装置中太阳下面的大皮带轮直径是带动月球转动的小皮带轮的12倍，可以保证地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动12圈。用大功率LED灯模拟阳光。手动转动可以改成电动机、电池和齿轮自动转动，运行更平稳。制作水火箭按照有关规划，我国未来要发射更多的火箭进行载人登月、深空探测等活动，因此大家想做一个简单的火箭模型来模拟真实火箭发射升空，为此学校开展“制作水火箭”项目化学习活动。【明确问题】小明同学负责明确“水火箭”发射的原理，他查阅资料后得知，我国发射火箭时，点火后火箭尾部会向下喷出烈焰，火箭随即升起，于是想到“水火箭”也可以利用这一科学原理。(1)简述“水火箭”可以飞起来的原因：______________________________________________________________。高压空气推动水向下喷出，水给火箭一个向上的推力，水火箭升空【设计方案】小亮同学负责“水火箭”的设计方案，他考虑到“水火箭”的动力只能由水或空气提供，从工程角度看，装置的密封性要好，要能保证水在足够大的压力下喷出而产生足够的反推力。于是他设计了制作流程，首先在废旧饮料瓶内装入适量水，用带有打气筒的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上由废纸箱改造而成的火箭外壳、导流罩及底座，“水火箭”即可完成，如图甲所示(简化模型如图乙)。(2)如果瓶塞未完全塞紧，将会导致__________现象产生。(3)小亮设计“水火箭”顶端的导流罩，其目的是减小飞行时受到的__________。漏气空气阻力【实施计划】小林负责“水火箭”的发射，他往瓶中装入600mL的水，塞好瓶塞后放在发射架上。用打气筒不断地向瓶内打气，瓶内气压不断增大，当瓶塞从瓶口冲出时，“水火箭”发射升空。【检验作品】以下是“水火箭”发射的评价量表。A评价指标优秀合格待改进功能性火箭能顺利升空且在空中运行时间t＞6s火箭能顺利升空且在空中运行时间2s≤t≤6s火箭能顺利升空且在空中运行时间t＜2s或不能升空美观性符合审美，有一定的设计感符合审美，设计感一般不符合审美，设计感较差(4)小华同学负责“水火箭”是否制作成功的鉴定，其标准就是“水火箭”上升的高度，但高度不容易测量，小华此时可以转化成测量______________________。某组同学制作的“水火箭”由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系如图丙所示。根据图像，结合评价量表的功能性指标，你对该“水火箭”评价结果是什么并说明理由。火箭在空中的运行时间合格。理由：由速度和时间的关系图像可知，水火箭的飞行时间为6s，对比水火箭发射的评价量表可知，水火箭的功能性指标为合格。【拓展延伸】(5)小组同学对“水火箭”水平飞行的距离与哪些因素有关的问题进行了进一步研究，并设计了多个方案。其中的一个方案是：取上述“水火箭”，分别安装在发射架上，调整它们发射的角度分别为20°、30°、40°、45°、50°、60°、70°，向瓶内打气直至瓶塞从瓶口冲出，使“水火箭”向前飞出。下表是他们在实验中收集到的数据。分析表中数据可得出的结论是：______________________________________________________________________________________________________________________。在其他情况相同时，“水火箭”水平飞行距离与发射角有关，随着发射角的增大，水平飞行距离先增大，后减小发射角20°30°40°45°50°60°70°水平飞行距离/m14.8131.3243.