小学科学VR创新课堂——斜面的作用

更新时间:2024-02-28 来源:矩道科技 浏览:0


我国有8500万残障者,其中至少有6000万人有坐轮椅出行的需求。另一方面,我国现有1.9亿老人(65岁以上)、4200万失能半失能老人,轮椅成为这些老年群体必备的出行代步器具。现实生活中,有轮椅需求的残障人士和老年人群出行相当不便,就比如在遇到一些台阶时,就会先得十分吃力,那我们可以如何解决呢?

有时为了克服垂直提升重物的困难,我们采用搭建一个倾斜的坡的办法来解决,这种倾斜的坡也是一种简单机械,叫斜面。我们常见的一些设施比如银行、商场、博物馆等地方,都常常有利用斜面制作的无障碍通道,它们同盲道一样,作为基础设施的一部分,体现了社会对困难群体的支持。

我们今天一起来使用矩道小学科学XR虚拟教学系统软件来学习认识斜面。

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/ 水渠引水 /

从古至今,人们在利用和改造自然的过程中发明和运用了许多工具与技术,有的一直沿用至今,斜面就是这样的情况。你见过哪些斜面呢?比如下面这个竹筒制成的引水渠,把无数竹筒串接在一起,连接成封闭性的水渠,形成规模或大或小的引水系统。

下面我们通过两个简单的虚拟实验来复刻一下该过程,首先第一个实验的实验器材我们需要:三段塑料槽、一个纸箱(小号)、一个大木块、一个小木块、一个装有清水的烧杯以及一个水槽。

将三段塑料槽分别依靠固定在小号纸箱、大木块和小木块上模拟出水渠,再将烧杯中的清水从高处倒入,水就会沿着塑料槽的引导进入到水槽中。我们发现水不需要人为干扰,可以靠自身重力从高处沿斜面滑落到低处。

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/ 斜面运输 /

在我们的表格中记录上一次实验的成功和未施加力的情况。接下来第二次实验我们保留一段塑料槽和一个小号纸箱,再准备一块合适大小的石头。

同样地,再固定完塑料槽,创造出斜面后,我们将石块放置在斜面上,重复三次,可以发现石块也不需要人为干扰,靠自身重力从斜面滑落。通过以上两个成功的实验,我们发现利用斜面将物体从高处搬运到低处时,物体可以借助自身的重力从高处沿斜面滑到低处,这个过程人不需要额外施加力。

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/ 斜面省力 /

我们再设计一个实验,用木板搭一个斜面,将石块由低处沿斜面缓缓地拖到高处,用弹簧测力计测量力的大小;再试着用弹簧测力计直接提升石块到原本相同的垂直高度位置,并记录用力情况。通过上面的实验,两种方法都能完成任务,不同的方法用力情况不同,在斜面上拉高物体,测得数据为1.7N,而直接拉高同一物体时,用力为3.1N,我们发现斜面可以省力!


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