制作桿狀模型

用竹竿和帶子制作一個向外延伸的桿狀模型，通過討論，總結出對制作不同大小模型的方法與過程等問題的認識與體會。

材料準備

4到5人為1組，每組需準備如下材料：

3～5根長度120厘米左右的竹竿

1卷2厘米左右寬的膠帶紙

150厘米左右長的帶子

1把小刀

2～5個直徑2～4厘米、高度4～6厘米，大小一致的塑料小藥瓶，把它們裝滿沙子。

制作步驟

熟悉材料，了解其特點。

講述規(guī)則：在任何2根竹竿間的連接點上，只能綁2處膠帶；如果連接的竹竿構成1條直線，那么這2根竹竿相互接觸的點只能有2個。

把學生們制作的模型拍攝下來或者畫下來。然后拆掉模型，以便在下一節(jié)活動中能繼續(xù)使用。

在進行下一活動之前，介紹懸臂模型的知識。懸臂，就是1根從1個固定點延伸出去的梁或其他類似結構。例如旗桿、樹枝和陽臺上延伸出去的晾衣桿等。

根據(jù)學生的年齡及經(jīng)驗從以下問題中進行選擇提問：

用這3～5根竹竿制作的模型能延伸出去多遠？

能做出一個延伸出去3米多的懸臂模型嗎？

如果延伸出去的懸臂模型長度為2米多，如何讓這個模型更結實？

能否制作一個2.7米長的懸臂模型，懸空的那一端還能掛住1個裝滿沙子的小藥瓶？

進行課堂討論，對可能產(chǎn)生的問題提出解決方案。

開始模型制作。對于在制作過程中可能遇到的一側彎曲或扭曲問題提出解決方案。承重檢查及測試。提問：

這個模型承受多大的重量就會垮掉呢？

在用裝滿沙子的小藥瓶掛在模型上進行承重測試的時候，這個小藥瓶懸掛的位置是否重要？

重量都懸掛在一個點上，或整個重量都分散開了，哪種情況模型更容易垮掉？

預測一下模型的薄弱環(huán)節(jié)在哪里。如果這個薄弱點得到了強化，是否還有其他的薄弱點呢？

討論大小模型的異同點。

小貼士

在制作比較大的模型結構時，學生們更容易發(fā)現(xiàn)一些物理學的原理，例如，三角形是最穩(wěn)定的結構，結構中的對角線在維護穩(wěn)定性方面的作用，拉力與壓力，扭矩的效果等。在制作過程中，常常很難維持模型結構的平衡與穩(wěn)定性，在解決這些問題的過程中，學生們就能發(fā)現(xiàn)這些模型結構的優(yōu)缺點。

材料的重量與強度對這種大型模型也會產(chǎn)生影響。在制作過程中，重量的增長速度會超過強度的增長速度，所以模型越大就越不牢靠。物體的重心會快速遠離物體的支撐點，產(chǎn)生很大的扭矩，使模型更容易扭曲或垮塌。