实践 制作“龙骨水车”模型（课件）--沪科版（新教材）八年级物理全一册(32页PPT)

(共32张PPT)
沪科版物理8年级全一册培优备课课件（精做课件）实践制作“龙骨水车”模型第十一章简单机械授课教师：Home .班级：.时间：.
在历史的长河中，我国古代科技犹如一颗颗璀璨的星辰，不仅照亮了华夏文明的天空，更为世界科技的发展作出了不可磨灭的贡献。“龙骨水车”作为我国古代的灌溉农具，是世界上出现最早、流传最久远的农用水车，对解决古代农田排灌问题起了极其重要的作用。用于现代海洋开发的绞吸式挖泥船，就是从这种水车进化、演变而来的。
在很多重要的建设工程中，绞吸式挖泥船发挥着重要的作用，因其具有高效，环保节能，适应性强等特点，广泛应用于河道疏浚、港口建设以及航道维护等工程项目当中。
问题缘起
绞吸式挖泥船
你知道它是由什么演变而来的吗？
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龙骨水车
“龙骨水车”作为我国古代的灌溉农具，是农业机械史上的一项重大改进。用于现代海洋开发的绞吸式挖泥船，就是从这种水车进化、演变而来的。
“龙骨水车”有怎样的结构
“龙骨水车”的历史发展是怎样的
任务一 了解“龙骨水车”的历史及结构功能
1. [中考·苏州]如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使
大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速
运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势
较高的田中。
下列说法正确的是(　　)
A. 长柄摇杆越长，踩动时越费力
B. 踩得越快，提水做功越多
C. 提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D. 减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
D
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活动方案
查阅资料。了解我国“龙骨水车”的历史及结构功能，体会我国古代诗词歌赋中对“龙骨水车”的描述及赞美，感受我国古人在创造农业机械方面的智慧。
任务一:
龙骨水车的历史
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龙骨水车的结构
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龙骨水车使用时，人对摇杆施加力的作用使轮轴转动，此时摇杆属于省力杠杆。木链条运动起来，一定质量的水被水车提升到高处时重力势能增大。
拓 展
轮轴
1. 定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。
2. 实质：一个可以连续转动且动力臂大于阻力臂的省力杠杆，
支点在轮轴的轴线上。
3. 特点：可以省カ但要费距离。
r
O
R
A
B
F2
F1
辘轳
轮轴
由杠杆的平衡条件可知，F1R=F2r ，所以
轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。
①增大槽内板叶刮水的质量；
②减小木链条和轮轴内部的摩擦。
如何提高“龙骨水车”的提水效率？
思考
制作“龙骨水车”模型。收集材料，也可采购制作的材料包，制作一个“龙骨水车”模型。通过实际操作，探究“龙骨水车”的工作原理及影响效果的原因。
任务二：
2.采购龙骨水车模型制作的材料包，根据说明方法进行组装。
1.收集材料，自己根据龙骨水车的结构进行制作。
组装完成的“龙骨水车”模型
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交流评价
结合模型介绍“龙骨水车”的历史、工作原理、制作过程和应用前景等，还可以撰写文案、制作视频等，在班级内展示。
拓展研究
查阅资料，了解我国古代的科技成就，体会我国古人为世界科技发展所作出的贡献，写一篇相关的小论文，与大家分享成果。
我国的四大发明
活字印刷术
指南针
造纸术
火药
中国古代发明史
2. 请阅读《龙骨水车》并回答问题。
龙骨水车
陆游在《春晚即事》中写道：“龙骨车鸣水入塘，雨来犹可望丰穰。”诗中的龙骨车即为龙骨水车，因其结构形如长龙骨架而得此名，是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨水车约始于我国东汉时期，三国时期的机械大师马钧予以改进，之后在农业上发挥了巨大的作用。
如图所示，龙骨水车的主体由两部分组成，一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等；二是人操作部分的扶手、脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成，并大部分采用榫接和链接
结构，简单的材料、
成熟的技艺，使龙骨
水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理，即当主动轴旋转时，链条与固定在主动轴上的链轮相咬合，从而带动固定在从动轴上的链轮旋转，使从动轴获得动力。
龙骨水车在我国已使用了近两千年，目前仍然有地区在用其灌溉，劳动人民的智慧历经千年洗练，仍然闪耀着光芒！
(1)龙骨水车在工作时主要是利用了____________原理。
(2)刮水板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越________，对水所做的功就越________。
链轮传动
多
多
(3)若工人某次使用龙骨水车灌溉面积为10 m2的稻田，使稻田的平均水深达到0. 1 m，灌溉过程中水被龙骨水车提升的高度为2 m，所用时间为20 min，工人做功的平均功率为40 W，则该过程中工人做的总功为________J，机械效率为________(百分号前保留整数，不计水的损耗，水的密度为1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg)。
48 000
42%
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3. 学习小组同学在老师的指导下制作“龙骨水车”模型。
【项目准备】(1)“龙骨水车”的制作首要是选材。优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度(材料的弹性模量越大，强度越大)，以保证水车稳固、联动和耐久；其次再考虑材料的密度，仅为了搬运的方便。
任务二 制作“龙骨水车”模型
木材种类 端面硬度/N 弹性模量/GPa 密度/(g·cm－3)
湿地松木 2 570～4 000 10. 4～13. 2 0. 55～0. 75
水曲柳木 4 010～6 500 10. 4～16. 2 0. 55～0. 75
槐木 4 010～10 000 7. 5～13. 2 0. 55～0. 95
柞木 6 510～10 000 10. 4～16. 2 0. 55～0. 95
为此，同学们查阅到几种木材的特性如下表，制作“龙骨水车”应选________材料最好。
柞木
【项目实施】(2)老师为学习小组提供下面的“龙骨水车”模型图和模型散件，请结合模型图，完成“龙骨水车”模型的安装。
①组装水槽：应该选择的散件是____________、________、________。
②组装齿轮：两个齿轮需要的散件是一样的。安装一个齿轮需要的散件包括内盘1个、___________、___________、____________、卡套2颗。操作是____________________ _________________________________________________________________________________________________。
立板2块
底板
顶板
外盘2个
外页8个
长轴1根
把2个外盘和1个内盘紧贴在一起且内盘在中间，把长轴塞入圆心，在两个外盘的外面各固定一颗卡套，将外页安装在盘上
③固定齿轮：取散件中的支架，通过自攻螺丝固定在水槽上；把组装的齿轮固定在支架上。
④组装木链：取一个A号、一个B号，用自攻螺丝固定在一起，共固定19对；在每对组合中，插入一个内页；把19对组合，用卡套连结在一起。
⑤固定木链：根据模型图，把木链固定在齿轮上。
⑥方案优化：如图(b)所示的是两个商家设计的两款外页，你认为________款更合理，原因是___________________ ____________________________________。
乙
乙款上方的凹槽，可以使木链更稳定地在齿轮上转动
【项目拓展】(3)现代很多机械与“龙骨水车”的原理相似，例如图(c)所示的链斗式输送机。链斗式输送机是一种用沿轨道运行的料斗来输送物料的设备，应用于电站、矿山、煤炭等行业，进行松散物料的输送。
下面是某型号链斗式输送机在某次工作中的相关数据。
该链斗式输送机在本次工作过程中，每分钟输出的总功为________J，效率为________。(g取10 N/kg)
××型号链斗式输送机的功率 每分钟提升物料的质量 每分钟提升物料的高度
10 kW 4 t 11. 4 m
6×105
76%
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