小学生科学实验的创意实验
粉红法拉利——加速的汽车
学习目标:
研究如何让玩具小汽车从斜坡滑下去。
实验简介:
学生研究影响玩具车滑下斜坡速度的各种因素。
前期知识准备:
学生应该了解什么是摩擦力,以及摩擦力能使运动的物体减速。
科学背景知识:
玩具车受到重力作用会从斜坡上滑下去。由于重力作用对所有物体都一样,与物体重量无关,所以改变车的重量并不会让它下滑得更快,但是,有些因素例如斜坡的倾斜角度和表面汽车摄像头
材质却会影响玩具车的速度。斜坡是一种斜面,物体在斜面上运动的速度更快,因为它们受到的力是不平衡的。斜坡越陡,物体运动的速度越快。由于摩擦力的不同,玩具车在表面光滑或涂上润滑剂的斜坡上下滑比在表面粗糙的斜坡下滑速度更快。摩擦力越小,车从斜坡滑下的速度越快。
国家课程对接:
■ 三年级课程:
小汽车力和磁
——比较物体在不同表面是怎样运动的。
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■ 五年级课程:
力——没有支撑的物体会掉落地面,这是因为在地球和物体之间存在重力作用。
——认识空气阻力、水的阻力和摩擦力在移动的物体表面之间的作用。
所需材料:
■ 玩具车。
■ 角度可调的斜坡,或用书/木板(可垫在斜坡下调节倾斜角度)。
■ 铺在斜坡表面的材料,例如地毯、橡胶垫、油布、瓷砖。
■ 计时器。
■ 尺。
安全及技术注意事项:
■ 展示如何搭建斜坡和调节高度,或着更换斜坡表面材料。
■ 确保斜坡搭建在安全的地方,如果玩具车从斜坡上滚落,不会造成危险。
实验方法:
教师准备工作:
准备好铺在斜坡上的各种表面材料。
由于这是一种“公平测试”,和学生讨论在实验中需要保持哪些因素不变,具体内容取决于他们想研究斜坡高度还是斜坡表面材料。
学生任务:
1. 决定你是想研究斜坡高度还是斜坡表面材料。
2. 搭建斜坡,如果你要研究斜坡高度,测量你的斜坡高度值。如果你要研究斜坡表面材料,选择你想测试的第一种材料。
3. 让玩具车从斜坡上滑下来,记录它到达斜坡底部需要的时间。在正式实验前,你可能需要练习几次。
4. 将时间记录在结果表格里。
5. 测试不同的高度或表面材料,重复上述实验。
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差异化实验:
■ 降低难度:
为学生提供搭建好的不同高度或不同表面材料的斜坡。
■ 提高难度:
学生可以通过“速度=距离÷时间”公式计算玩具车下滑的速度,其中“距离”指斜坡长度,“时间”指玩具车下滑到斜坡底部的时间。
备选问题:
■ 当斜坡高度发生变化时,玩具车下滑时间有什么变化?你认为原因是什么?
■ 当斜坡表面材料发生变化时,玩具车下滑时间有什么变化?你认为原因是什么?
■ 还有哪些因素可能会影响玩具车从斜坡滑下的速度?
拓展任务:
学生可以调查斜坡在日常生活中的使用,例如无障碍斜坡通道,看看应该如何设计各种斜坡。