资源简介

(共34张PPT)
第四课时
无动力小车智造-准备阶段
（浙教版）八年级
上
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
05
课堂练习
06
课堂总结
07
板书设计
04
知识拓展
课后作业
08
教学目标
通过提出问题和拟定方案，真切感受到无动力小车研发对解决能源危机的重要价值，增强对绿色科技事业的认同感与使命感。
01
02
在学习“无动力小车智造-准备阶段”活动的过程中，主动承担起践行绿色理念，在团队合作与实践探索里，培养对社会、对环境的责任感。
03
通过查阅资料和小组讨论，尝试选用合适材料制作转向部件，反复试验、分析数据来找到解决智造无动力小车问题的办法。
04
责任担当
创意物化
问题解决
价值体认
基于考察探究成果转化为具体可操作的创意物化展现形式，将其转化为实际的无动力小车作品，实现从创意构思到实物转化。
新知导入
随着经济的快速发展，社会的日益进步，汽车越来越多地走向寻常百姓家，出现了普及化。然而，汽车开动需要消耗能源，能源消耗又会导致能源危机和环境污染，如何摆脱这个危害呢？
一方面要研发不消耗常规能源的环保汽车，另一方面要设计发明无动力小车。对此，我们青少年责无旁贷！
新知导入
弹力小车
太阳能汽车
风驱动小车
太阳能小车
重力小车
无动力娱乐汽车
有制动、无动力的四轮娱乐汽车，外形不拘一格，具有无限创意，激发中小学生探究创造的乐趣。
新知导入
探究新知
说一说
无动力小车也称“肥皂盒汽车”。无动力小车探究项目，鼓励青少年自己动手设计、组装没有动力的四轮小车，包括转向或制动的设计安装，在没有动力的情况下实现小车的持续前进。由于没有车型大小、外观形状、车体颜色的限制，因此更具有挑战性。
准备阶段
探究新知
资料链接
准备阶段
无动力小车是一种不依赖发动机、电机等主动动力装置，仅依靠初始势能、动能或外界自然力（如重力、风力）驱动行驶的简易车辆，常被用于科普教育、科技创新竞赛及趣味活动，核心特点是 “零主动能耗” 与 “机械结构导向”。
无动力小车
探究新知
瞭望台
为了降低消耗，保护环境，国家很早就启动了绿色汽车、低碳汽车、环保汽车的研发工程。氢能源公交车、氢能源轿车、太阳能汽车等先后被开发使用。那么，我们中学生在了解我国汽车发展方向的同时，又能为新型节能汽车的开发做些什么呢？
准备阶段
探究新知
说一说
中学生能为新型节能汽车的开发做些什么呢？
准备阶段
学好物理、化学等学科，掌握节能
汽车核心原理，打牢理论基础。
参与科技社团、创新竞赛，尝试制作
节能模型车，积累动手经验。
关注节能汽车行业动态，思考技术改进方向，培养创新思维。
宣传节能汽车优势，带动身边人关注低碳出行，助力环保理念普及。
探究新知
瞭望台
准备阶段
序号 主要问题 组织讨论
1 北京冬奥会上有哪些氢能环保大巴车 北京冬奥会使用福田氢燃料电池客车，以氢气为燃料，零排放、续航长。
2 太阳能汽车速度怎么样？ 普通太阳能汽车速度几十公里每小时，竞速型能超 100 公里每小时，受技术限制暂难比肩传统车。
3 无动力小车的内部结构和外观有什么要求？ 内部结构简洁轻便，外观宜流线型减阻，也可个性化装饰。
探究新知
瞭望台
准备阶段
4 四轮小汽车在没有动力的情况下是如何驱动的？ 无主动动力源时，无动力小车靠初始势能（如斜坡下滑）或动能（如被推动后的惯性）行驶。
5 无动力小车的设计制作需要具备哪些专业知识？ 需物理（力、能量转化）、机械设计、材料科学等知识。
6 新型节能汽车未来的发展趋势是怎样的？ 面临电池技术、氢能制取存储、成本控制及基础设施建设等挑战。
续表：
探究新知
资料链接
准备阶段
汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物、氮氧化物等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物，这些污染物混合形成了光化学烟雾。
洛杉矶光化学烟雾事件
光化学烟雾笼罩整个城市
探究新知
资料链接
准备阶段
1955年美国洛杉矶发生了一场严重的光化学烟雾污染事件，致使近400人死亡。事件发生时，一般人出现眼睛红肿、流泪，喉痛，胸痛，呼吸衰竭乃至思维紊乱等症状；家畜也同时患病；玉米、蜜柑、葡萄等作物与林木受到不同程度的危害；橡胶制品老化，汽车和飞机的运行严重受阻。
洛杉矶光化学烟雾事件
探究新知
问题树
准备阶段
我们能设计出怎样的无动力小车呢？无动力小车的结构怎样？它由哪些材料组成？带着这些疑问，我们在资料学习、网络调查的基础上分析思考，逐步明确可行的探索项目，然后组成探究小组开展活动。
（详细内容见教材p40页并填写其他设计制作）
探究新知
资料链接
准备阶段
汽车的动力来源主要有柴油、汽油、天然气、电力以及混合动力系统。
汽油燃烧稳定，安全可靠，是传统燃油车的主流选择，但存在能源消耗较高、碳排放相对明显的特点。
柴油车具备寿命长、经济耐用、燃油效率高及环保性能较好等特点，但存在噪声大、振动大、成本高，对燃油品质要求严格，冬季低温环境下启动慢等不足。
汽车动力源的优缺点
探究新知
资料链接
准备阶段
纯电动动力车的最大优势在于零排放、节能环保，使用成本低。主要短板是续航里程受电池技术限制，充电时间较长。
油电混动车结合了燃油与电动的优势，节油效果好、保养费用低、续航能力强，但是车型少、价格较贵、维护费用较高、动力较低。
汽车动力源的优缺点
探究新知
方案表
准备阶段
开展无动力小车设计制作前，要制订一份要素齐全、合理清晰的设计制作方案。设计制作过程中还要根据需要不断完善这个方案，直到达到比较满意的结果。
探究新知
资料链接
准备阶段
测量绘图类：卷尺 / 直尺（测尺寸）、角尺（定角度）、铅笔橡皮（标记修改）、绘图软件（精准建模）。
材料加工类：手工锯（切木材等）、美工刀（裁薄材）、剪刀（剪软料）、砂纸（打磨边缘）、电钻（打孔，可选）。
装配连接类：螺丝刀（装拆螺丝）、扳手（拧螺母）、热熔胶枪（粘小部件）、胶水（材料粘接）。
辅助工具类：镊子（夹细小件）、锤子（敲铆钉等）。
设计无动力小车的工具
探究新知
挑战任务
准备阶段
空气动力小车
制订空气动力小车的设计方案，制作一款造型新颖的空气动力小车。
知识拓展
无动力小车的制作
知识拓展
无动力小车的原理
能量来源 ：依靠 重力势能 驱动。小车从斜坡高处释放，其高度差转化为启动的动能。
核心原理 ： 能量转换 。下滑过程是将重力势能转化为动能（ 1/2mv ），在水平赛道上则利用已有动能克服阻力滑行。
设计关键 ： 最大化减少能量损耗 。目标是让
小车滑行得更远，核心是克服两种阻力：
知识拓展
无动力小车的原理
摩擦阻力 ：通过使用 高质量轴承 、 轻质光滑 的车轮 和 减轻车身重量 来最小化车轮与车轴、 车轮与地面的摩擦。
空气阻力 ：通过 流线型车身 设计来减小风阻。
行驶控制 ：通过 调整重心位置 和设置 前轮微调转向机构 ，确保小车能直线行驶，避免因跑偏碰撞而额外损耗能量。
知识拓展
新型节能汽车的种类
1.混动 (HEV) ：油电混合，自带充电，不能外接插电，核心是 省油 。
2.插电混动 (PHEV) ：可外接充电，能纯电跑几十公里， 短途用电。
3.纯电 (BEV) ：完全靠电池驱动，必须充电， 零排放、用车成本最低 。
4.增程 (REEV) ：带“充电宝”的电动车。发动机只发电，不直接开车， 驾驶感像纯电车，但没有里程焦虑 。
5.氢燃料电池 (FCEV) ：加氢气，通过化学反应发电驱动， 排出物只有水，加氢快、续航长 ，但基础设施很少。
知识拓展
摆脱汽车尾气危害的方法
技术替代（根本方案）
发展零排放车辆 ：大力推广 纯电动汽车 、 氢燃料电池汽车 ，从源头杜绝尾气产生。
发展混合动力车 ：普及 混动（HEV） 和 插电混动（PHEV） 汽车，显著减少燃油消耗和排放。
知识拓展
摆脱汽车尾气危害的方法
系统优化（关键支撑）
完善绿色公共交通 ：发展地铁、电动公交等，减少私家车需求。
建设配套基础设施 ：大规模建设 充电桩 和 加氢站 ，支持新能源汽车发展。
严格法规标准 ：实施更苛刻的 燃油车排放标准 （如国六、欧七），淘汰高污染老旧车辆。
知识拓展
摆脱汽车尾气危害的方法
行为改变（人人可为）
绿色出行选择 ：优先选择 步行、骑行 或乘坐 公共交通 出行。
明智使用汽车 ：避免怠速熄火，保持良好驾驶习惯，定期保养车辆以确保其高效、清洁运行。
理性购车 ：在购买新车时，
优先选择新能源汽车 或低
排放的节能车型。
课堂练习
简述设计制作“无动力小车” 时的注意事项。
1. 最小化摩擦 ：使用 高性能滚珠轴承 ，确保车轴顺滑。选择 轻质、圆度高 的轮毂和 低摩擦轮胎 ，减少滚动阻力。
2. 精准调整重心 ：将重心位置调整在 车身前部且偏低 的地方。
3. 确保直线行驶 ：为前轮设置 微小的内倾角或使用 差速 技术。
4. 极致轻量化 ：在保证结构强度的前提下，优先选择 轻木、碳纤维 等轻质材料制作车架，并可采用镂空设计减轻重量。
5. 注重空气动力学 ：将外形设计成 流线型 ，可有效减少空气阻力。
课堂总结
1
提出汽车发展方向的问题
无动力小车智造-准备阶段
2
设计制订无动力小车的方案
3
进行相关知识拓展
4
完成课堂练习
板书设计
无动力小车智造-准备阶段
1.提出问题
2.设计制订方案
3.进行相关知识拓展
4.完成课堂练习
课后作业
1、利用家中常见材料（如硬纸板、吸管、瓶盖等），设计并制作一辆空气动力小车，尝试让小车在桌面上行驶，思考如何通过优化小车形状、气囊大小等让小车行驶得更远，并撰写300字的改进方案。
课后作业
2、观察生活中的无动力现象（如斜坡上的滑板车滑行），结合课本中关于能量转化的知识，用简单材料制作一辆重力驱动的无动力小车，测试并记录小车在不同坡度、不同配重下的
行驶距离。
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让备课更有效
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