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可爱竹蜻蜓教学课件第一章认识竹蜻蜓神奇的小——飞行器竹蜻蜓是一种充满智慧的传统玩具,它利用简单的结构实现了飞行的梦想通过本章节,我们将一起认识这个小小的飞行器,了解它的特点和魅力什么是竹蜻蜓?传统儿童玩具竹蜻蜓是中国古老的民间玩具,由竹子制成,形状像蜻蜓,能够旋转飞行,给孩子们带来无穷乐趣利用旋转叶片飞行通过手指快速旋转竹签,叶片高速旋转产生升力,使竹蜻蜓能够飞上天空,像真正的蜻蜓一样轻盈简单结构蕴含空气动力学原理竹蜻蜓实物图这是一个典型的竹蜻蜓实物图,我们可以清晰地看到它由两个主要部分组成
1.中间的竹签作为支撑轴,允许整个装置旋转
2.顶部的叶片通常由纸或塑料制成,倾斜的角度是产生升力的关键竹蜻蜓的组成部分竹签叶片胶带固定作为竹蜻蜓的主体支撑和旋转轴,竹签通常选产生升力的关键部件,通常由卡纸制成,形状用直径适中、长度适合的光滑竹条,确保旋转设计成能够在旋转时切割空气并产生向上的时的平衡性力叶片的大小、形状和角度直接影响飞行效果第二章动手制作竹蜻蜓在这一章节中,我们将一步步学习如何制作自己的竹蜻蜓通过亲手制作,不仅能够体验创造的乐趣,还能更深入地理解竹蜻蜓的工作原理准备材料竹签卡纸辅助工具长约20厘米的光滑竹签,作为竹蜻蜓的主轴可印有竹蜻蜓叶片图案的彩色卡纸,厚度适中,既以使用市面上常见的烧烤竹签或筷子替代要有一定硬度保持形状,又不能过重影响飞行制作步骤详解剪下卡纸叶片1沿着卡纸上的叶片图案轮廓小心剪下,确保两片叶片大小相同,形状对称叶片通常呈长条状,中间稍宽,两端逐渐变窄2固定叶片中心将两片叶片交叉放置,中心重叠,用胶带缠绕固定叶片的中心部分注意胶带不要贴得太多或太重,以免影响飞行效果安装竹签3将竹签从叶片中心穿过,调整位置使竹签两端长短合适,然后用胶带牢固固定叶片与竹签的连接处确保叶片与竹签垂直4调整叶片角度制作过程分步骤图示上图展示了竹蜻蜓从材料准备到完成的整个制作过程通过这些详细的步骤图示,我们可以更直观地了解每个环节的操作要点特别注意叶片的安装位置和角度调整,这是影响竹蜻蜓飞行效果的关键因素叶片的倾斜角度应保持在15-30度之间,且所有叶片的倾斜方向必须一致第三章竹蜻蜓的飞行秘密完成制作后,让我们探索竹蜻蜓飞行的奥秘为什么简单的叶片旋转就能产生足够的升力?如何让竹蜻蜓飞得更高、更远?在这一章节中,我们将了解影响竹蜻蜓飞行的关键因素,以及如何通过调整这些因素来改善飞行效果通过实验和观察,揭开竹蜻蜓飞行的科学秘密怎样让竹蜻蜓飞起来?1倒置地面旋转法2橡筋发射法3手搓竹签法将竹蜻蜓倒置,竹签尖端接触平滑地用橡筋制作简易发射器,将竹蜻蜓放入用手掌和手指快速搓动竹签,使竹蜻蜓面,用双手快速旋转竹签,像旋转陀螺发射装置中,拉动橡筋后释放,利用橡旋转,达到一定速度后向上抛出这种一样当旋转速度足够快时,松手让竹筋的弹力使竹蜻蜓高速旋转并飞起这方法需要一定的技巧,但熟练后可以控蜻蜓自由飞起这种方法简单易学,适种方法可以使竹蜻蜓飞得更高制飞行方向合初学者为什么有的竹蜻蜓飞不起来?能飞的竹蜻蜓飞不起来的竹蜻蜓•叶片有适当的倾斜角度(约15-30度)•叶片完全平整,没有倾斜角度•所有叶片倾斜方向一致•叶片倾斜方向不一致•叶片与竹签连接牢固•叶片与竹签连接松动•叶片大小形状对称均匀•叶片大小不均或形状不对称•整体重量分布平衡•整体过重或重量分布不均关键在于叶片的角度当叶片倾斜时,旋转产生的气流会在叶片上下表面形成压力差,从而产生向上的升力,使竹蜻蜓飞起叶片倾斜角度的重要性大倾斜角度低速+大倾角缓慢上升稳定高速+大倾角强升力但耗能高慢速旋转高速旋转高速+小倾角快速平稳滑翔低速+小倾角难以起飞或下沉小倾斜角度叶片倾斜角度是竹蜻蜓能否成功飞行的关键因素角度过小,产生的升力不足;角度过大,会增加空气阻力最佳角度通常在15-30度之间,此时既能产生足够的升力,又不会产生过大的阻力叶片倾斜示意图与错误示范对比正确的叶片倾斜错误的叶片倾斜•所有叶片倾斜方向一致•叶片倾斜方向不一致•倾斜角度适中(15-30度)•倾斜角度过大或过小•叶片形状对称均匀•叶片形状不对称这种配置能产生稳定向上的升力,使竹蜻蜓平稳上升这种配置会导致升力不足或方向混乱,使竹蜻蜓无法正常飞行第四章观察与发现科学探索离不开仔细的观察和记录在这一章节中,我们将通过观察竹蜻蜓的飞行表现,记录发现,并进行一系列小实验来加深对飞行原理的理解通过比较不同设计的竹蜻蜓飞行效果,我们能够验证前面学到的理论知识,并发现新的有趣现象说说我的发现竹蜻蜓旋转飞起的感受飞行方向向上和向前的区别叶片倾斜与飞行关系总结当竹蜻蜓成功飞起时,我们可以观察到它先我们发现,当叶片完全水平时,竹蜻蜓主要经过多次实验,我们发现叶片倾斜角度与飞是快速旋转,然后逐渐上升飞行过程中,向上飞行;而当整体略微倾斜时,竹蜻蜓会行高度呈正相关,但超过某一阈值后,飞行叶片旋转形成的模糊圆盘非常美丽,就像真呈抛物线轨迹飞行,既有向上也有向前的分效果反而下降最佳角度通常在20度左右正的蜻蜓翅膀一样量随着竹蜻蜓上升,旋转速度会逐渐减慢,最这一现象说明,通过调整竹蜻蜓的整体倾此外,叶片数量也影响飞行稳定性,两片叶终在到达最高点后开始下落整个过程展示角,我们可以控制其飞行方向,这与真正的片的设计简单高效,而三片或四片叶片的设了能量转化的科学原理飞行器控制原理类似计虽然制作复杂,但飞行更加稳定小实验调整叶片角度,观察飞行变化实验准备数据记录准备三个相同材料的竹蜻蜓,唯一区别是叶片倾斜角度分别在表格中记录各项数据,包括最大高度(米)、飞行时间为10度、20度和30度确保其他条件(叶片大小、重量、发(秒)、飞行距离(米)和飞行稳定性(1-5级评分)绘制射方式等)完全相同数据图表,直观显示角度与各项指标的关系1234实验过程结论分析使用相同的发射方式和力度,依次发射三个竹蜻蜓记录每分析实验数据,发现20度角的竹蜻蜓飞行高度最高,飞行时个竹蜻蜓的飞行高度、飞行时间和飞行轨迹重复实验三间最长,且飞行最稳定说明适中的叶片角度能够在升力和次,取平均值,确保结果可靠阻力之间取得最佳平衡第五章科学原理小揭秘竹蜻蜓不仅是一个有趣的玩具,更是一个展示重要科学原理的教具在这一章节,我们将探索竹蜻蜓背后的物理学原理,以及这些原理在现实世界中的应用通过了解这些科学知识,我们可以更深入地理解竹蜻蜓的工作机制,也能认识到科学原理如何塑造了我们周围的世界旋转叶片如何产生升力?空气动力学原理当叶片旋转时,由于叶片的倾斜角度,空气流过叶片上下表面的速度不同根据伯努利原理,流速快的一侧压力降低,流速慢的一侧压力较高,这种压力差产生了向上的升力同时,叶片还以一定角度切割空气,将空气向下推,根据牛顿第三定律(作用力与反作用力),空气对叶片产生向上的反作用力,进一步增加升力这两种作用结合起来,使得旋转的叶片能够产生足够的升力,克服竹蜻蜓的重力,使其飞向空中叶片剖面图上下表面压力差产生升力能量输入动能转化升力产生飞行轨迹生活中的旋转叶片装置直升机螺旋桨轮船的驱动器日常旋转设备直升机的主旋翼利用与竹蜻蜓相同的原理产生升船舶螺旋桨在水中旋转,利用类似的原理产生推电风扇、风车、换气扇等虽然也利用旋转叶片,力不同的是,直升机可以通过调整桨叶角度来进力水作为介质比空气密度大,因此螺旋桨的但目的不是产生升力而是移动空气这些设备的控制升力大小和方向,实现复杂的飞行动作现设计更加坚固,叶片角度和形状也有所不同螺叶片设计注重空气流量和效率,而非升力它们代直升机通常有2-8个桨叶,每个桨叶都经过精旋桨将发动机的旋转能量转化为船只前进的动固定在支架上,将旋转能量转化为空气流动,而确设计,优化升力和效率力非自身飞行直升机与风扇叶片对比直升机螺旋桨特点风扇叶片特点•叶片长而窄,具有复杂的扭曲和变化的截面•叶片较短,形状简单,截面变化小•叶片角度可调节,以适应不同飞行状态•叶片角度固定,不可调节•设计优先考虑升力和效率平衡•设计优先考虑空气流量和低噪音•结构极其坚固,能承受巨大应力•结构简单轻便,成本低•旋转速度相对较低,但产生巨大力量•旋转速度较高,但产生的力相对较小虽然两者原理相似,但直升机桨叶的设计更加精密复杂,这也是为什么直升机能够飞起来而风扇不能竹蜻蜓的叶片设计更接近简化版的直升机桨叶第六章游戏与竞赛学习和探索最好的方式就是通过游戏和竞赛在这一章节中,我们将组织有趣的竹蜻蜓竞赛活动,让孩子们在比赛中巩固所学知识,展示创意,培养团队合作精神这些活动不仅能激发孩子们的学习兴趣,还能锻炼他们的动手能力、观察能力和解决问题的能力让我们一起在快乐的氛围中学习科学!比一比,谁的竹蜻蜓飞得高?12分组准备比赛环节将全班学生分成4-5人的小组,每组准备相同的材料给每组15分钟时间讨论和制在宽敞的室内或户外场地进行比赛每组选出最好的作品参赛,每个竹蜻蜓有三作,要求每组至少制作3个不同设计的竹蜻蜓鼓励创新,可以尝试不同的叶片形次飞行机会,取最佳成绩可以设置多个比赛项目,如最高飞行、最远距离、最状、数量或角度长停留时间等34数据记录经验分享每组指派一名记录员,使用米尺或卷尺测量飞行高度和距离,用秒表记录飞行时比赛结束后,各组分享自己的设计理念和改进方法获胜组解释他们成功的关键间将数据记录在比赛表格中,最后汇总各组成绩,评选出不同项目的冠军因素,其他组分析失败原因并提出改进方案通过相互学习,加深对飞行原理的理解比赛规则与安全注意事项比赛规则安全注意事项
1.参赛的竹蜻蜓必须是学生自己制作的,不得使用商品成品•竹签尖端必须用胶带包裹,防止划伤
2.每组有三次飞行机会,取最佳成绩计入总分•发射竹蜻蜓时注意周围环境,避免打到他人
3.计分标准飞行高度(50%)、飞行时间(30%)、设计创新性•室内比赛场地应远离吊灯、风扇等障碍物(20%)•户外比赛应避开大风天气,并远离电线等危险物
4.发射时必须使用规定的统一方法,确保公平性•使用剪刀等工具时须在老师指导下进行
5.比赛区域内只允许有参赛选手和裁判,其他人员必须在观赛区等待•活动结束后及时清理场地,收集所有材料
6.对裁判结果有异议的,可在比赛结束后提出,由组委会复核特别提醒竹蜻蜓虽然是简单的玩具,但不当使用仍可能造成伤害请务必遵守安全规则,在指定区域进行活动,不要将竹蜻蜓对准他人发射竞赛现场照片上图展示了竹蜻蜓竞赛活动的热闹场景孩子们分组合作,有的负责发射竹蜻蜓,有的负责测量高度,有的记录数据,现场氛围既紧张又欢乐通过这样的竞赛活动,孩子们不仅巩固了对竹蜻蜓飞行原理的理解,还培养了团队协作能力和动手实践能力他们在比赛中发现问题,解决问题,不断改进自己的作品,这正是科学探究精神的体现比赛结束后,老师组织了分享讨论环节,鼓励孩子们交流心得体会,分析成功与失败的原因,这有助于他们形成反思习惯和科学思维方式第七章延伸探索与思考竹蜻蜓只是飞行科学的一个入门案例在这一章节中,我们将扩展视野,探索更多与旋转飞行相关的玩具和科学原理,鼓励孩子们进行创造性思考和进一步的科学探索通过建立知识之间的联系,孩子们将形成更完整的科学认知体系,激发持续的学习兴趣和创新精神还能做哪些旋转飞行玩具?风车利用风力使叶片旋转的装置,展示能量转换原纸飞机理可以尝试制作不同大小和形状的风车,研究最经典的手工飞行玩具,通过纸张的折叠形成翼叶片数量和角度对旋转效率的影响风车是理解型,利用空气动力学原理产生升力可以尝试不风能利用的基础模型同的折叠方法,观察飞行表现的差异纸飞机是理解固定翼飞行原理的绝佳工具陀螺利用角动量守恒原理保持旋转的玩具,展示了物理学中的陀螺效应可以制作不同形状和重量分布的陀螺,观察其稳定性和旋转时间的变化陀螺是理解旋转稳定性的绝佳工具气球火箭回旋镖利用气体喷射产生反作用力的简易火箭,展示了牛顿第三定律可以通过改变气球大小、气体量一种在抛出后能够返回发射点的弯曲飞行器,展和火箭形状来优化飞行性能,探索推进原理示了陀螺效应和空气动力学的结合可以尝试不同形状和重量分布的设计,探索其飞行轨迹的变化规律竹蜻蜓背后的科学故事表面玩具常见玩法物理原理工程与材料文化与历史竹蜻蜓不仅是一个简单的玩具,更是连接多门学科的纽带在物理学方面,它涉及空气动力学、角动量守恒、能量转换等重要概念;在工程学方面,它体现了材料选择、结构设计、重量平衡等工程原理从历史文化角度看,竹蜻蜓在中国有数百年历史,体现了古人对飞行的向往和对自然规律的探索不同文化中也有类似的旋转飞行玩具,如日本的竹蜻蜓和欧洲的螺旋桨玩具,展示了人类在不同地域对同一科学原理的共同发现现代航空技术的发展与这些简单玩具有着密切联系莱特兄弟在发明飞机前,就曾研究过类似竹蜻蜓的旋转飞行玩具,从中获得灵感直升机的工作原理更是与竹蜻蜓高度相似,说明简单的科学玩具可以启发重大技术创新教学总结动手制作培养动手能力观察实验激发科学兴趣分享交流促进语言表达通过亲手制作竹蜻蜓,学生们锻炼了精通过观察竹蜻蜓的飞行表现,记录数在小组讨论、成果展示和竞赛分享环细动作能力和空间想象能力从材料准据,分析变量间的关系,学生们体验了节,学生们锻炼了语言表达能力和逻辑备到组装调试,每一步都需要耐心和专科学研究的基本流程,培养了科学思维思维能力他们学会了如何清晰地表达注,这些能力在学生未来的学习和生活方式和实证精神自己的想法,如何用科学术语描述观察中都至关重要结果这种亲身参与的探究式学习,比单纯的制作过程中遇到的困难和解决问题的经理论讲解更能激发学生的科学兴趣,让这种交流不仅巩固了知识理解,还培养历,也培养了学生的耐挫力和创造性思他们感受到科学就在日常生活中,而不了团队协作精神和尊重他人观点的态维,让他们明白失败是成功的必经之是遥不可及的抽象概念度,为学生的社会性发展奠定了基础路谢谢大家!让我们一起做出更多可爱的竹蜻蜓,飞向科学的天空!希望通过这次竹蜻蜓的制作和探索活动,大家不仅掌握了制作技巧,更重要的是培养了科学探究的兴趣和精神科学就在我们身边,哪怕是一个简单的玩具,也蕴含着丰富的科学原理让我们保持好奇心,继续探索身边的科学奥秘,用科学的眼光看世界,用创新的思维解决问题相信每个人都能成为生活中的小小科学家!。
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