資源簡介

(共22張PPT)
4 設計塔臺模型
教科版 六年級下
新知講解
建立模型是工程設計中的重要環節，工程師常通過建立模型來測試他們的設計。從這節課開始，我們也要像工程師一樣，設計、制作、測試、評估、改進塔臺模型，經歷建造塔臺的過程。讓我們從設計塔臺開始吧!
塔臺模型：設計、制作、測試、評估、改進
新知講解
1.明確任務要求。
(1)設計塔臺的具體要求。
設計塔臺的要求包括:①塔臺高度60厘米。②底部能夠移動(底部不得粘在桌面上)。③使用固定材料，堅固并有承重能力。④具有抗風抗震能力。⑤價廉(節省材料)。⑥美觀。
(2)對設計圖紙的具體要求。
設計圖紙的要求有文字、數字、圖形以及標識等，能明顯體現設計成果，清晰表明關鍵數據，便于依照設計圖紙建立模型。
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2.規定制作模型材料。
制作模型材料:70根20厘來長的吸管、剪刀(1或2把)、膠帶、尺子(1或2把)。
使用吸管作為主要材料決定著設計模型的形式與樣式。
選擇膠帶決定了模型拼接方式。
剪刀和尺子是制作模型時會用到的工具。
尺子的主要作用在于測量估算、計算塔高是否達標。
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3.閱讀塔臺模型制作評價表。
項目 1分 2分 3分
設計圖及文字說明 缺少文字和圖畫設計 設計了文字和圖畫說明，但是說明較混亂、缺少條理，沒有用數字進行定量說明或者沒有關鍵性的箭頭指示等 合理地設計了文字和圖畫說明，對設計結構的表述條理清晰，對每部分使用的材料進行了加工和用量的詳細介紹
分工合作 分工不明確，每個成員不知道各自應該做什么 有基本的分工，但是分工不系統，或執行分工不徹底，或有未承擔任務的成員 有明確的分工且貫徹實施，每個成員安排了相應的任務，并且每成員都明確自己的任務，有組織地執行
塔高 沒有達到60厘米的高度 基本接近60厘米的高度 達到60厘米的高度
頂端承重 頂端無法承重或頂端承重為所有小組中的最小 頂端承重為所有小組的中等水平 頂端承重為所有小組中的最大
抗風能力 能抵御1級（小風量）風吹 能抵御2級（中等風量）風吹 能抵御3級（大風量）風吹
抗震能力 能抵御1級（輕微）震動 能抵御2級（較強）震動 能抵御3級（強）震動
美觀 結構欠佳、制作粗糙，或在所有小組中最差 結構比較合理、外形較為美觀，或在所有小組中處于中等水平 結構合理、外形美觀，或在所有小組中處于最高水平
材料成本統計 材料成本在所有小組中最高 材料成本在所有小組中處于中等水平 材料成本在所有小組中最低
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1.依據評價思考問題。
(1)為了盡可能達到60厘米的塔高,你們的設計是如何考慮材料使用的
為了盡可能達到60厘米的塔高，我們在設計時要注意節省材料，如有條件地選擇和優化膠條的使用，以此實現堅固與成本的平衡;
底座不能太大，否則材料會不夠用。
(2)哪些設計是為了穩固塔臺模型
通過觀察塔或其他框架結構的圖片，發現它們有很多三角形。
用食指分別從兩種形狀物體上部中點往下壓，感受它們的承受力，觀察它們形狀的改變。
新知講解
探索哪種結構更穩定
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加固長方形框架
實驗目的:感受在長方形框架中加一根斜桿可以加固長方形樞架。
實驗材料:長方形框架、竹棍、橡皮筋。
實驗步驟:(1)加固長方形框架，在長方形框架中增加斜桿。
(2)觀察加固后的長方形框架受力時的現象。
(3)思考增加的斜桿起什么作用。
實驗現象:在長方形框架中增加斜桿，長方形框架不容易變形。
增加斜桿
新知講解
實驗分析:三角形框架具有穩定性，在長方形框架中加一根斜桿,相當于把一個長方形框架變成了兩個三角形框架。當框架再受到外力作用時，那根增加的斜桿就起到了“推”或“拉”的作用,使加固后的長方形框架更結實，不易變形。
斜桿的推力阻止了樞架變形 斜桿的拉力阻止了樞架變形
實驗結論:斜桿的推力和拉力阻止了長方形樞架變形。
框架結構、加重底部
整體結構
抗風結構
抗震結構
塔臺設計用到的技術
耐震
制震
免震
增加穩定
三角形、上小下大、上輕下重、連接處固定
避免傾斜
立柱等高、每個面大小、長短一致、對稱
加大底部面積或加重底座質量
底部加入彈簧
底部加入滾珠
框架結構、加重底部
整體結構
抗風結構
抗震結構
塔臺設計用到的技術
耐震
制震
免震
增加穩定
三角形、上小下大、上輕下重、連接處固定
避免傾斜
立柱等高、每個面大小、長短一致、對稱
加大底部面積或加重底座質量
底部加入彈簧
底部加入滾珠
在底部加彈珠可以減少震動、抖動、
晃動以及其它情況帶來的影響，所以可
以提高防震能力。
滾珠式設計其實就是在建筑物每根
柱子或墻體下安裝不銹鋼滾珠，由滾珠
支撐整個建筑，縱橫交錯的鋼梁把建筑
物同地基緊緊地固定起來。在發生地震
時，富有彈性的鋼梁會自動伸縮，于是
大樓在滾珠上會輕微地前后滑動，可以
大大減弱地震的破壞力。
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2.進行塔臺模型的設計活動。
新知講解
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3.展示交流設計成果。
上面呈現了兩張設計方案，分別代表不同方式的設計圖紙。
新知講解
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第一張以圖畫為主，將塔臺拆分成為底面、上面、側面護欄抗震系統等。
其中標識四個側面只制作兩面，另外兩面可以按照其樣式進行拼裝，在保證穩固的同時有利于節約成本。
新知講解
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第二張在此基礎上加入大量文字說明，這種方式更加明確了設計意圖，能夠更加清晰地指導建造活動。
兩種設計方式并沒有優劣之分，可自由選擇符合自己水平的方式，盡可能地完整展現出自己的創意。
新知講解
1
我們的設計方案完備嗎 是否考慮到了各個因素
我們在設計時要考慮的因素:
1.高度、安全、承重。
2.底部能夠移動、具有抗風抗震能力、堅固耐用。
3.成本、美觀、設計方式、分工。
課堂練習
判斷題。
1.我們制作塔臺模型時，底座越大越好。( )
2.為了提高塔臺的抗震、抗風能力，我們可以用膠帶將塔臺固定在桌面上。( )
3.一方面吸管的接口處要固定牢固，另一方面要控制成本、節省膠帶，所以我們需要思考、權衡二者關系。( )
4.塔臺模型制作評價表中評價的是我們的模型，設計圖的質量不會直接影響我們的成績。( )
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課堂練習
選擇題
1.在工程實施前設計工程模型的主要目的是( )。
A.測試工程設計的可實施性，避免造成損失 B.建立模型供人參觀
C.用于競標時更吸引人 D.工程師的興趣愛好
2.浙江是一個經常會刮臺風的地方，因此浙江在建設大型高塔時必須重點考慮( )。 A.抗震能力 B.抗風能力 C.節約成本 D.美觀性
3.下列因素不會造成塔臺傾斜的是( )。
A.塔臺的立柱高度不相同 B.底座所在地面沒有水平
C.立柱所用材料質量不同,有軟有硬 D.底座的形狀采用四邊形:
A
B
D
板書設計

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