第5章探索技術(shù)與工程的世界探究與實踐課件浙教版科學七年級上冊

第5章探索技術(shù)與工程的世界

1．我們身邊的下列技術(shù)產(chǎn)品和工程分別滿足了哪些需求？技術(shù)產(chǎn)品或工程能滿足的需要智能掃機器人地智能馬桶智能手環(huán)智能門鎖可以自動測量工作空間，規(guī)劃合理路徑，節(jié)省掃地時間。滿足人們對省時省力、清潔地面的需求具有自動加熱馬桶墊，自動感應開合、自動清洗和沖水等功能。滿足人們對舒適和衛(wèi)生的需求除了顯示時間，還可以記錄運動量、監(jiān)測健康數(shù)據(jù)。滿足人們對健康的管理和運動追蹤的需要利用指紋解鎖技術(shù)，增加安全性和便利性。滿足人們對家庭安全和便捷解鎖的需求2.調(diào)查同學坐椅子的感受，找出存在的問題和不足，并提出改進設(shè)想。答：(1)座椅舒適度不足：有約三成的學生對座椅的硬度和材質(zhì)表示不太滿意，說明現(xiàn)有座椅的舒適度有待提高。(2)座椅設(shè)計不合理：一些學生座椅的高度設(shè)計不夠人性化，沒有考慮到學生的實際需求，影響了學生的學習效果。(3)座椅可調(diào)節(jié)性差：大部分學生提到希望座椅背部能夠提供良好的支撐，同時也有相當一部分學生對座椅的可調(diào)節(jié)性和移動性有較高的需求，以便更好地滿足個人的學習習慣和姿勢需求。(4)外觀影響使用：超過六成學生認為座椅的外觀對他們的選擇有一定的影響，他們更喜歡簡約、時尚的外觀設(shè)計。針對以上問題和不足，建議加強座椅的舒適性、設(shè)計可調(diào)節(jié)高度的桌椅、提升座椅的可調(diào)節(jié)性和移動性，以及設(shè)計簡約、時尚的座椅外觀，從而提升學生的學習環(huán)境和體驗。1．設(shè)計一把辦公椅一般過程說明舉例明確問題1.明確設(shè)計的目標和要求，包括功能需求、性能需求、使用環(huán)境要求等。2.與客戶或相關(guān)方進行深入溝通，充分理解他們的期望和限制條件?？梢哉{(diào)節(jié)椅子高度和靠背角度，坐起來更舒適限制條件：高度調(diào)節(jié)范圍：450～550mm靠背傾斜角度調(diào)節(jié)范圍：0°～30°座椅材料：舒適、透氣的網(wǎng)布材料能承受的最大載荷：150kg設(shè)計方案概念設(shè)計：1.根據(jù)問題，通過相互交流和討論，運用頭腦風暴，產(chǎn)生多種設(shè)計概念和方案，對這些概念進行初步評估和篩選，確定幾個有潛力的方向。2.對選定的概念進行細化和完善，形成具體的設(shè)計方案，包括整體結(jié)構(gòu)、主要部件、工作原理等方面的設(shè)計。繪制設(shè)計草圖。具體設(shè)計：基于概念設(shè)計，進一步深化方案，確定各個零部件的具體尺寸、形狀、材料等細節(jié)，繪制詳細的工程圖紙和技術(shù)文檔詳細設(shè)計圖實施方案根據(jù)設(shè)計圖，運用各種技術(shù)，進行一系列工作，制作原型檢驗產(chǎn)品在工作環(huán)境下對原型實物進行測試，是否滿足限制條件測試高度調(diào)節(jié)、傾斜角度調(diào)節(jié)、承重能力和舒適性等方面。測試結(jié)果表明，原型在其他方面表現(xiàn)良好，但承重能力有所不足改進完善針對測試發(fā)現(xiàn)的問題，對設(shè)計進行進一步的調(diào)整和優(yōu)化，解決出現(xiàn)的問題和不足之處。再次制作原型并重新進行測試綜合考慮生產(chǎn)成本和實際需求，選擇更換使用耐受力更強的材料，達到設(shè)計承重的標準發(fā)布成果測試完成后，與生產(chǎn)部門協(xié)作，為大規(guī)模生產(chǎn)做好準備工作，如制定生產(chǎn)工藝、整理和編寫詳細的設(shè)計報告、使用手冊等與供應商合作，選取合適的材料和制造工藝，并制訂生產(chǎn)計劃。完成生產(chǎn)制造后，他們與辦公家具經(jīng)銷商合作，進行一系列的展示、推廣、銷售活動2.制作三球運動演示模型用一個大功率LED燈，配一個圓形乳白色外罩表示太陽(大)、用地球模型表示地球(中)和用月球模型表示月球(小)，地球可繞太陽轉(zhuǎn)動，月球可繞地球轉(zhuǎn)動。模型的動力利用手動、皮帶輪和皮帶配合完成。機械裝置中太陽下面的大皮帶輪直徑是帶動月球轉(zhuǎn)動的小皮帶輪的12倍，可以保證地球繞太陽運動1圈時，月球繞地球運動12圈。用大功率LED燈模擬陽光。手動轉(zhuǎn)動可以改成電動機、電池和齒輪自動轉(zhuǎn)動，運行更平穩(wěn)。制作水火箭按照有關(guān)規(guī)劃，我國未來要發(fā)射更多的火箭進行載人登月、深空探測等活動，因此大家想做一個簡單的火箭模型來模擬真實火箭發(fā)射升空，為此學校開展“制作水火箭”項目化學習活動?！久鞔_問題】小明同學負責明確“水火箭”發(fā)射的原理，他查閱資料后得知，我國發(fā)射火箭時，點火后火箭尾部會向下噴出烈焰，火箭隨即升起，于是想到“水火箭”也可以利用這一科學原理。(1)簡述“水火箭”可以飛起來的原因：______________________________________________________________。高壓空氣推動水向下噴出，水給火箭一個向上的推力，水火箭升空【設(shè)計方案】小亮同學負責“水火箭”的設(shè)計方案，他考慮到“水火箭”的動力只能由水或空氣提供，從工程角度看，裝置的密封性要好，要能保證水在足夠大的壓力下噴出而產(chǎn)生足夠的反推力。于是他設(shè)計了制作流程，首先在廢舊飲料瓶內(nèi)裝入適量水，用帶有打氣筒的瓶塞將瓶口塞住，最后配置上由廢紙箱改造而成的火箭外殼、導流罩及底座，“水火箭”即可完成，如圖甲所示(簡化模型如圖乙)。(2)如果瓶塞未完全塞緊，將會導致__________現(xiàn)象產(chǎn)生。(3)小亮設(shè)計“水火箭”頂端的導流罩，其目的是減小飛行時受到的__________。漏氣空氣阻力【實施計劃】小林負責“水火箭”的發(fā)射，他往瓶中裝入600mL的水，塞好瓶塞后放在發(fā)射架上。用打氣筒不斷地向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)氣壓不斷增大，當瓶塞從瓶口沖出時，“水火箭”發(fā)射升空?！緳z驗作品】以下是“水火箭”發(fā)射的評價量表。A評價指標優(yōu)秀合格待改進功能性火箭能順利升空且在空中運行時間t＞6s火箭能順利升空且在空中運行時間2s≤t≤6s火箭能順利升空且在空中運行時間t＜2s或不能升空美觀性符合審美，有一定的設(shè)計感符合審美，設(shè)計感一般不符合審美，設(shè)計感較差(4)小華同學負責“水火箭”是否制作成功的鑒定，其標準就是“水火箭”上升的高度，但高度不容易測量，小華此時可以轉(zhuǎn)化成測量______________________。某組同學制作的“水火箭”由地面豎直向上發(fā)射，其速度和時間的關(guān)系如圖丙所示。根據(jù)圖像，結(jié)合評價量表的功能性指標，你對該“水火箭”評價結(jié)果是什么并說明理由?；鸺诳罩械倪\行時間合格。理由：由速度和時間的關(guān)系圖像可知，水火箭的飛行時間為6s，對比水火箭發(fā)射的評價量表可知，水火箭的功能性指標為合格?！就卣寡由臁?5)小組同學對“水火箭”水平飛行的距離與哪些因素有關(guān)的問題進行了進一步研究，并設(shè)計了多個方案。其中的一個方案是：取上述“水火箭”，分別安裝在發(fā)射架上，調(diào)整它們發(fā)射的角度分別為20°、30°、40°、45°、50°、60°、70°，向瓶內(nèi)打氣直至瓶塞從瓶口沖出，使“水火箭”向前飛出。下表是他們在實驗中收集到的數(shù)據(jù)。分析表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：______________________________________________________________________________________________________________________。在其他情況相同時，“水火箭”水平飛行距離與發(fā)射角有關(guān)，隨著發(fā)射角的增大，水平飛行距離先增大，后減小發(fā)射角20°30°40°45°50°60°70°水平飛行距離/m14.8131.3243.