Hộp công cụ dành cho giáo viên - Mục đích của phần này
Mục tiêu của phần Chơi là cho phép học sinh kiểm tra cách xây dựng và giúp các em khám phá chuyển động biến đổi bằng các liên kết. Cho phép học sinh kiểm tra cách Grabber di chuyển. Phần Thúc đẩy Thảo luận cung cấp các câu hỏi để giúp học sinh suy nghĩ về cách liên kết cắt kéo thay đổi hướng của lực và cách cải thiện cấu trúc của Grabber. Trang thứ hai của phần Chơi sẽ giới thiệu các liên kết cắt kéo được sử dụng trong xe nâng cắt kéo chuyên nghiệp để cung cấp một bối cảnh quen thuộc khác cho việc phân tích.
Khi làm việc theo nhóm, học sinh có thể được giao các vai sau:
-
Chuyên gia xây dựng: Chịu trách nhiệm tìm hiểu cấu trúc của Grabber và thể hiện hoạt động của tòa nhà tại các điểm khác nhau trong quá trình hoạt động.
-
Người ghi: Chịu trách nhiệm ghi lại phản hồi của toàn nhóm vào sổ tay kỹ thuật.
Nếu nhóm lớn hơn hai, nhiều học sinh có thể chia sẻ trách nhiệm của cùng một vai trò.
Phiếu tự đánh giá sổ ghi chép kỹ thuật theo nhóm có sẵn bằng cách nhấp vào đây (Google / .docx / .pdf) và phiếu tự đánh giá cộng tác có sẵn bằngnhấp vào đây (Google / .docx .pdf ). Để có thang đánh giá chấm điểm từng sổ tay kỹ thuật, hãy nhấp vào đây (Google / .docx / .pdf).
Bước 1: Kiểm tra Grabber
Ở Bước 2 của bản dựng Grabber, bạn đã tạo liên kết bằng cách gắn hai dầm lại với nhau ở giữa bằng ghim. Điều này tạo ra một liên kết cắt kéo. Điều đó sẽ dễ nhớ khi bạn nghĩ về cách các cạnh của chiếc kéo di chuyển xung quanh điểm trung tâm.
-
Chuyên gia xây dựng: mỗi tay bạn giữ hai đầu của thanh xà phía dưới. Đóng và mở Grabber bằng cách di chuyển hai tay của bạn ra xa nhau rồi lại chạm vào nhau, tương tự như sử dụng một chiếc kéo nhưng bằng hai tay.
-
Trình ghi: phác thảo và giải thích vào sổ tay kỹ thuật của bạn cách chuyển động của Chuyên gia xây dựng so với chuyển động của Grabber. So sánh hướng chuyển động của từng chùm tia và xác định một mẫu.
Gợi ý: Hãy xem các chốt ảnh hưởng như thế nào đến chuyển động của dầm.
Hộp công cụ dành cho giáo viên - Câu trả lời
Mẫu cần lưu ý là khi Chuyên gia xây dựng di chuyển các đầu của Grabber gần hơn và xa hơn, các chốt đóng vai trò là điểm xoay và các dầm tương ứng di chuyển vào trong và ra ngoài.
Bước 2: Xem xét việc mở rộng Grabber
Grabber có ba liên kết cắt kéo. Việc bổ sung thêm nhiều liên kết cắt kéo sẽ cho phép tay gắp nâng lên hoặc mở rộng hơn nữa.
-
Build Expert: đặt Grabber xuống sao cho nó mở được một nửa. Hãy xem xét Grabber sẽ tồn tại được bao lâu nếu có thêm hai thanh liên kết cắt kéo được thêm vào công trình. Bạn có thể dùng chiều dài của 2 thanh dầm phía dưới để ước lượng.
-
Trình ghi: phác thảo bản dựng Grabber mở rộng sẽ trông như thế nào. Giải thích tại sao việc bổ sung thêm hai liên kết cắt kéo có thể không phải là một phương án thiết kế tốt. Điều gì có thể thay đổi về cách hoạt động của Grabber nếu thêm hai liên kết nữa vào công trình?
Hộp công cụ dành cho giáo viên - Câu trả lời
Việc bổ sung thêm hai liên kết cắt kéo nữa sẽ thay đổi lượng lực cần thiết để điều khiển Grabber và sẽ làm giảm độ ổn định của công trình. Grabber càng dài sẽ cần nhiều lực hơn để đẩy ra hoặc kéo vào. Trọng lượng tăng thêm cũng sẽ gây thêm áp lực lên dầm và đặc biệt là các chốt và do đó làm giảm độ ổn định của nó.
Thúc đẩy thảo luận
Q: Khi người dùng đẩy hai đầu tay cầm của Grabber lại với nhau, đầu nắm có di chuyển lại gần nhau hơn (pinch) hay di chuyển ra xa hơn (mở) không?
A: Đầu nắm di chuyển gần nhau hơn (kéo hoặc nắm) khi người dùng di chuyển các tay cầm lại gần nhau hơn.
Hỏi: Lực tạo ra khi đẩy hoặc kéo tay cầm của Grabber luôn chuyển động cùng chiều hay đổi hướng? Nếu nó đổi hướng thì lực sẽ đổi hướng ở đâu?
A: Lực được tạo ra bằng cách đẩy hoặc kéo tay cầm của Grabber sẽ thay đổi hướng nhiều lần tại điểm trục hoặc kết nối được ghim trong công trình.
Hỏi: Khi các liên kết khác được thêm vào, bạn có thể cải thiện công trình như thế nào để làm cho nó cứng cáp và ổn định hơn?
A: Một giải pháp khả thi là sử dụng dầm dày hơn để mang lại độ ổn định cao hơn (ví dụ như dầm 2x4 thay vì dầm 1x4). Một giải pháp khả thi khác là sử dụng các chân dài hơn (1x2 hoặc 2x2 thay vì Chân kết nối 1x1).
Mở rộng việc học của bạn
Để mở rộng hoạt động này, hãy giải thích cho học sinh rằng một đòn bẩy đơn giản là một ví dụ về liên kết hai thanh giống như liên kết cắt kéo. Mặt đất được coi là một mắt xích được nối tại khớp hoặc điểm tựa với đòn bẩy. Trong liên kết cắt kéo không có khớp được tạo bởi điểm tựa mà là điểm xoay được tạo bởi chốt.
Yêu cầu học sinh khám phá các mối liên kết phức tạp hơn và ghi lại các thiết kế/chi tiết của mình vào sổ tay kỹ thuật.
Một số ví dụ về các liên kết phức tạp hơn là:
-
Liên kết nhị phân
-
Liên kết bậc ba
-
Liên kết bậc bốn
-
Liên kết ngũ giác