《2.4 起重機的平衡與穩(wěn)度》學習任務(wù)單

《2.4起重機的平衡與穩(wěn)度》學習任務(wù)單班級：姓名：小組：層次代號：教師評價：【課程標準與考試要求】在高中滬教版選修22的物理學習中，對于起重機的平衡與穩(wěn)度這一知識點，要求學生理解起重機平衡和穩(wěn)度的基本概念，掌握影響起重機平衡與穩(wěn)度的因素，能夠運用相關(guān)知識解決簡單的實際問題，并且在學習過程中培養(yǎng)學生的物理思維和解決實際問題的能力。【學習目標】1、知識與技能準確說出起重機平衡與穩(wěn)度的概念。能列舉出至少三個影響起重機平衡與穩(wěn)度的因素。熟練運用相關(guān)公式計算起重機在不同工況下的平衡狀態(tài)。2、過程與方法通過觀察起重機模型或者實際起重機的操作視頻，總結(jié)出起重機平衡與穩(wěn)度的特點。小組討論影響起重機平衡與穩(wěn)度的因素，提高合作交流與邏輯思維能力。運用所學知識對簡單的起重機平衡問題進行分析和計算，掌握解決實際問題的方法。3、情感、態(tài)度與價值觀感受物理知識在實際工程中的重要性，提高對物理學科的興趣。在小組合作學習中，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。【學習重點】1、理解起重機平衡與穩(wěn)度的概念。2、掌握影響起重機平衡與穩(wěn)度的因素。【學習難點】1、運用相關(guān)公式準確計算起重機的平衡狀態(tài)。2、分析不同因素對起重機平衡與穩(wěn)度的綜合影響?！局R鏈接】1、力的平衡同學們，咱們之前學過力的平衡。就像咱們玩蹺蹺板的時候，如果兩邊的人重量差不多，而且離支點的距離也合適，蹺蹺板就能保持平衡，不會一頭翹起來。這就是一種簡單的力的平衡現(xiàn)象。在起重機里呢，也有力的平衡關(guān)系，不過要復雜得多。2、重心大家都知道，每個物體都有重心。就像我們拿一根鉛筆，試著找它的重心，會發(fā)現(xiàn)大概在中間的位置。對于起重機來說，它的重心位置可是非常關(guān)鍵的，會直接影響它的平衡和穩(wěn)度。比如說，要是起重機的重心太靠前或者太靠后，就像一個人站得歪歪扭扭的，很容易失去平衡?！咀灾鲗W習案】1、概念理解觀看一段簡短的起重機工作視頻（我給大家提供這個視頻鏈接哦，就在咱們的學習資源庫里，很容易找到的），然后用自己的話描述一下你看到的起重機在工作過程中的平衡狀態(tài)。比如說，它的吊臂在吊起東西的時候有沒有晃動呀，整個機身看起來穩(wěn)不穩(wěn)呢？把你的觀察寫下來。查閱課本或者上網(wǎng)搜索（記得用可靠的學習網(wǎng)站，像學科網(wǎng)之類的），找出起重機平衡與穩(wěn)度的定義，然后把定義抄下來，再用自己的理解解釋一下這兩個概念。比如，可以類比咱們生活中的一些東西來解釋，就像剛剛說的蹺蹺板，它的平衡就和起重機的平衡有相似之處。2、影響因素探究想象一下你在建筑工地上看到的起重機（如果沒見過也沒關(guān)系，可以在網(wǎng)上找一些高清的建筑工地起重機工作圖片）。從圖片或者你的想象中，思考一下哪些因素可能會影響起重機的平衡與穩(wěn)度。先自己列出至少五個因素，不管對不對都沒關(guān)系，大膽地想。比如，吊臂的長度、吊起物體的重量、起重機的底座大小等等。然后查閱課本或者其他學習資料，看看你想的因素對不對，把正確的影響因素整理出來，并且簡單解釋一下為什么這些因素會影響起重機的平衡與穩(wěn)度。例如，吊起物體的重量越大，對起重機的平衡影響就越大，因為這相當于在蹺蹺板的一邊加了更重的東西?！咀詫W反思】我的收獲：在這個自主學習的過程中，我對起重機的平衡與穩(wěn)度有了初步的認識。通過觀看視頻，我發(fā)現(xiàn)起重機在工作的時候，它的平衡狀態(tài)看起來很復雜，需要很多部件協(xié)同工作才能保持穩(wěn)定。我還學會了如何查找概念的定義，并且用自己的話去解釋它們。這讓我對起重機平衡與穩(wěn)度的概念理解得更深刻了。在探究影響因素的時候，我發(fā)現(xiàn)自己能想到一些因素，但是還有很多沒想到的。通過查閱資料，我知道了原來起重機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、周圍環(huán)境的風力等因素也會影響它的平衡與穩(wěn)度。這讓我意識到思考問題要全面。我的疑問：在計算起重機平衡狀態(tài)的時候，那些公式看起來很復雜，我不太明白每個符號代表的意思。當多個影響因素同時作用的時候，我不太清楚該怎么綜合考慮它們對起重機平衡與穩(wěn)度的影響。附【自主學習檢測】學習結(jié)束后，通過在線學習平臺完成本課的“自主學習檢測”。【互動探究案】1、小組討論咱們現(xiàn)在分組討論一下影響起重機平衡與穩(wěn)度的因素。每個小組45個人，大家可以分享自己在自主學習時找到的因素，然后一起討論還有沒有其他的因素。討論的時候，要互相傾聽，尊重別人的想法。比如說，小明同學說他覺得起重機的輪胎或者支撐腳的穩(wěn)定性也會影響平衡，那大家就要思考一下他說的有沒有道理，然后再補充或者提出不同意見。在討論完影響因素之后，每個小組要選出一個代表，向全班匯報你們小組討論的結(jié)果。匯報的時候，要詳細地解釋每個因素是如何影響起重機的平衡與穩(wěn)度的。就像給其他同學講故事一樣，把這個道理講清楚。2、案例分析老師給大家一個起重機工作的實際案例（這個案例會以文字和圖片的形式展示給大家）。在這個案例中，起重機在吊起一個重物的時候出現(xiàn)了輕微晃動，差點失去平衡。大家根據(jù)我們剛剛學習的知識，一起分析一下可能是哪些因素導致了這種情況。每個小組可以在紙上列出你們認為的原因，然后咱們一起討論。在分析原因的過程中，要運用我們學過的概念和影響因素知識。如果需要計算的話，可以試著列出算式（不用擔心算錯，重要的是思考過程）。比如，如果知道吊起物體的重量、吊臂的長度等數(shù)據(jù)，就可以根據(jù)平衡公式來分析是不是因為力的不平衡導致的晃動?！拘〗Y(jié)】通過自主學習和互動探究，我們對起重機的平衡與穩(wěn)度有了更深入的了解。我們知道了它的概念，掌握了影響它的因素，還學會了分析實際案例中的平衡問題?！眷柟逃柧毎浮?、選擇題以下哪個因素對起重機的穩(wěn)度影響最??？（）A.吊起物體的重量B.起重機的顏色C.吊臂的長度D.底座的面積當起重機吊起一個重物時，為了保持平衡，以下做法正確的是（）A.盡可能地伸長吊臂B.減少底座的支撐面積C.根據(jù)重物重量調(diào)整吊臂角度D.忽略周圍環(huán)境的風力2、簡答題請簡要說明起重機的重心位置對其平衡與穩(wěn)度的重要性。列舉兩種在實際操作中提高起重機平衡與穩(wěn)度的方法，并解釋其原理。3、計算題已知起重機的自重為10000N，重心距離底座中心的水平距離為2m，吊臂長度為10m，吊起的重物重量為5000N，求在這種情況下起重機是否處于平衡狀態(tài)（假設(shè)其他因素暫不考慮）。如果不平衡，應(yīng)該如何調(diào)整？（提示：根據(jù)力矩平衡原理，力矩等于力乘以力臂，當順時針力矩等于逆時針力矩時，物體處于平衡狀態(tài)）【學習反思】我的收獲：通過鞏固訓練，我對起重機平衡與穩(wěn)度的知識掌握得更扎實了。在做選擇題的時候，我學會了準確判斷各個因素對起重機的影響程度。簡答題讓我能夠更有條理地闡述關(guān)于起重機重心位置以及提高平衡與穩(wěn)度方法的知識，這提高了我的表達能力。計算題雖然有點難，但是通過計算，我更深入地理解了力矩平衡原理在起重機平衡問題中的應(yīng)用。我的疑問：在實際工程中，起重機的平衡與穩(wěn)度還會受到很多復雜因素的影響，像地震、地基的不均勻沉降等，我們該如何在這些復雜情況下確保起重機的安全呢？在做計算題的時候，如果考慮更多的實際因素，公式會變得更加復雜，有沒有什么好的方法來簡化計算過程呢？1、選擇題答案：B。起重機的顏色與它的平衡和穩(wěn)度沒有直接關(guān)系，而吊起物體的重量、吊臂的長度和底座的面積都會對其產(chǎn)生重要影響。答案：C。根據(jù)重物重量調(diào)整吊臂角度可以改變力臂的長度，從而調(diào)整力矩，有助于保持平衡。伸長吊臂、減少底座支撐面積和忽略風力都不利于保持起重機的平衡。2、簡答題起重機的重心位置非常重要。如果重心位置過高，起重機就容易傾倒，因為重心越高，物體的穩(wěn)度越小。當起重機吊起重物時，重心會發(fā)生變化，如果重心超出了起重機的支撐范圍，就會失去平衡。就像我們把一個很高的東西放在一個小底座上，稍微一碰就容易倒。所以，合理的重心位置是保證起重機平衡與穩(wěn)度的關(guān)鍵因素之一。方法一：增加底座的重量或面積。原理是增加底座的重量或面積可以降低整個起重機的重心，并且增大支撐面，根據(jù)穩(wěn)度的計算公式（穩(wěn)度與重心高度成反比，與支撐面成正比），這樣可以提高起重機的穩(wěn)度。方法二：合理調(diào)整吊臂的角度和長度。原理是通過調(diào)整吊臂的角度和長度，可以改變吊起物體的力臂，從而調(diào)整力矩，使起重機保持平衡。3、計算題首先計算起重機自