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2024 新版科学七上 5.2 像工程师那样实践 2
1.“胜哥”打算用旧手机设计一款个性化的小夜智能灯，有人给“胜哥”提了建议，下列不
合理的是( )
A.改进设计方案时，要分析和梳理问题、反思交流
B.明确问题时调查使用者的需求
C.制作过程中，若发现问题，要经过小组研讨和交流再进行处理
D.制作过程中，所有成员的意见都要记录，不用进行筛选
2.如图所示为木料抗弯强度实验。木料在悬挂重物后向下弯曲，
测得木料 M 的下弯距离为 3mm，木料 N 的下弯距离为 7mm。
从结构稳固角度考虑，下列板凳设计方案中，合理的是( )
A.木料 M 制作 B.木料 M 制作 C.木料 N 制作 D.木料 N 制作
3.以下为某校学习小组进行“自制简易温度计”
的项目化学习的部分环节，请完成下列问题：
任务：利用生活中的器材设计并制作简易温度计。
器材：带塞子的玻璃瓶、足够长的细管、硬纸板、
双面胶、红墨水、记号笔等。
( 1 )该小组设计的简易温度计如图甲所示，同学
们发现该温度计刚放入沸水中，吸管内的红墨水
就 溢出了吸 管上端 ，请 分析此现 象的原
因 ；
(2)经过讨论及咨询，该小组根据“胜哥”的指导性建议对方案进行了改进，如图乙所示，
在玻璃瓶中装满液体，塞上瓶塞，将细管插入瓶塞。但是对于玻璃瓶的选择，同学们有不同
的观点：
观点 1：应使用容积为 10 毫升的玻璃瓶。
观点 2：应使用容积为 50 毫升的玻璃瓶。
从能使实验现象更明显的角度考虑，应选择 毫升玻璃瓶;
(3 )接着根据液体的热胀冷缩标出刻度。
①标注 100℃刻度：将简易温度计置于沸水中，待液柱稳定后在硬纸上标出刻度; .
②标注 0℃刻度： ，待液柱稳定后在硬纸上标出刻度;
③量出 0 ℃和 100 ℃的距离是 20 厘米,在 0℃和 100 ℃之间进行 40 等分,标定剩余刻度;
(4)评价：用自制简易温度计测量 40℃的温水，显示细管中液面在距离 0℃刻度 7.5 厘米处。
根据以下评价表，请评价此简易温度计属于哪一等级并简 要说明原因 ；
评价等级 优秀 良好 合格
温度计的准确性 误差在±1℃以内 误差在±2℃以内 误差在±3℃内
(5)为了使短时间内实验效果更加明显，组内成员建议用煤油代替水，请简述此改进措施的
理论依据： 。
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答案
1.D 2.A
3. 玻璃瓶中有空气，空气受热膨胀比液体大
50
将简易温度计置于冰水混合物中
合格
煤油比水升温快 （初二学生答法：煤油的比热容小，温度升高快）
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第2课时 工程实践
第2节 像工程师那样实践
二、我们的工程实践
让我们根据工程实践的一般过程，选择合适的材料，制作太阳、地球和月球的三球运动演示模型。
制作三球运动演示模型
明确问题
任务：设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。
限制条件：材料包括木板、地球模型、月球模型、LED灯、刻度尺等，工具包括锯子、砂纸等。
验收标准：
三球运动演示模型制作验收标准
设计方案
三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。
1. 分析问题。
（1）太阳、地球和月球三者应该如何放置？尺寸大小应该如何选择？
答：太阳、地球和月球大致在同一水平面上， 使黄白交角为5度左右。地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。
日地月直径约400∶4∶1。因为受空间及产品大小的限制，太阳的比例较难达到，可视情况而定。
（2）模型的动力如何提供？
2.设计方案
(1)用一个大功率LED灯，配一个圆形乳白色外罩表示太阳(大)、用地球模型表示地球(中)和用月球模型表示月球(小)，地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。 (2)模型的动力利用手动、皮带轮和皮带配合完成。(3)机械装置中太阳下面的大皮带轮直径是带动月球转动的小皮带轮的12倍，可以保证地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动12圈。用大功率LED灯模拟阳光。改进完善
手动转动可以改成电动机、电池和齿轮自动转动，运行更平稳。
答：动力可手动或电动。
并用齿轮或皮带传递动力。
（3）什么样的装置可以模拟阳光？
（4）机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动1 圈时，月球绕地球运动12 圈。如何保证上述运动关系？
答：用一个大功率LED灯，配一个圆形乳白色外罩表示太阳
答：太阳下面的大皮带轮直径是带动月球转动的小皮带轮的12倍，可以保证地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动12圈。如果用齿轮传递动力，那么齿轮比达到12∶1就能达到同等效果。
2. 材料和工具的选择。
3. 设计方案并绘制草图。
实施计划
按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。
注意操作规范
危险！
1.按照草图中的尺寸,用锯子把木板锯成长度和宽度各不相同的长木条。（注意：使用锯子和钻孔机时注意安全）
2.用钻孔机在较长木条的左右两端和中间偏右的位置钻3个孔，在较短木条的两端各钻一个孔,较宽的木条的中间钻一个孔。（注意：孔的大小和轴的大小相同,较宽木条的中间孔和较长木条中间偏右的孔径相同，其余的孔径相同）
3.按照下图，用螺丝把底座安装好。
4.将一个大皮带轮用大铁轴套固定在较宽木条中心的大铁轴上，再把较长木条中间偏右的孔插上，轴上端固定太阳模型。（注意：大皮带轮上下都要用轴套固定,与上下木条之间要留有空隙）
5.较长木条左侧的孔中插入小铁轴,轴的下面装一个小皮带轮，上面依次固定较短木条和地球（泡沫大球）模型，较短木条的另一端固定月球（泡沫小球）模型，调整轴的高度,使月球中心与地球中心相平。
6.在大、小皮带轮上挂上松紧合适的皮带,推动右侧的轴,使较长木条带动地球绕太阳转动,同时小皮带轮带动月球绕地球旋转,如图所示
检验作品
依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。
用手连续推动右侧的轴,地球绕太阳公转,月球绕地球旋转,当地球运行到太阳与月球之间时，则形成月食;当月球运行到太阳与地球之间时,则形成日食。
改进完善
根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进？与组员讨论，并在原设计草图中标注。
发布成果
通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。
工程实践的过程并非一蹴而就，在工程设计时要不断地发现问题、寻找原因并迭代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中，工程设计尤为关键，要考虑各种因素、权衡工程的影响，以确保工程建造顺利进行。
像工程师那样实践
工程设计
的过程
工程设计
的要求
能够提前预估现实需求和未来可能出现的问题,减少资源浪费，降低施工成本，保证工程安全稳定并延长工程使用寿命。
明确问题→设计方案→实施方案→检验产品→改进完善→发布成果
1.如果你在制作设计三球仪的过程中发现原来的设计有问题，那么应该（ ）
A.直接放弃建造
B.仍按原设计建造
C.根据工程实际，不用修改设计图直接改进
D.对原设计图进行修改，再按新的设计图制作
D
2.地球公转与月球公转周期之比约为 ，日地距离和地月距离之比约为 ，日地月三球直径比约为 。
3.发生日食时，日、地、月三球的位置关系是 在中间； 发生月食时，则是 在中间。
12 : 1
400:1
400:4:1
月球
地球
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