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气球弹跳

等级：5-8作者：阿德里安娜Studd来源：气球球从：“这是球反弹的方式”写的桑德拉·凡·纳塔和苏大厅的聚合物大使http://www.polymerambassadors.org

摘要

在这个活动中，学生们会意识到不同的运动使用的球有不同的回弹量。理解了这个想法，学生们将确定气球球中的气球数量是否会影响反弹高度。然后，学生们将用球来讨论能量转换。

目标

通过这节课，学生应该知道什么？

学生将描述气球下落和反弹时的能量转换（势能和动能）
学生将描述为什么球会反弹
学生们将解释能量守恒定律
学生将分析气球球中的气球数量如何影响球的回弹

通过这节课，学生应该能做些什么？

学生应该能够使用实验设计过程来研究学生自制气球的能量转换和反弹。通过这个活动，学生还应该能够识别变量，收集数据，并绘制出准确的数据图表，并从数据中得出结论。

材料

米尺
每组10-12个圆形气球
剪刀
网站的背景资料，弹跳球和不同的运动球的需要
电脑/投影仪显示网站

程序

订婚

使用以下网站和他们的图片来进行关于运动和使用的球的类型的讨论。例如，问学生为什么在棒球比赛中不用网球，或者为什么在高尔夫比赛中不用乒乓球。(球是根据运动的要求和球的回弹来设计的。在棒球比赛中，网球会飞得太远，不会给球队的进攻带来太大的挑战。另一方面，乒乓球没有高尔夫球那么多的回弹，打高尔夫球时也不会走到要求的距离。)要求学生提供更多的例子。

http://www.exploratorium.edu/baseball/bouncing_balls.html

http://www.exploratorium.edu/sports/ball_bounces/ballbounces3.html

告诉学生他们的挑战：作为一个小组，你将有10-12个气球（根据老师的选择）做一个气球球。你正在为一项运动设计一个球，当从1.0米的高度落下时，需要尽可能大的反弹。

评估：通过要求学生提供额外的例子来监督学生对运动中需要一个专用球的理解。（whiffle ball vs. baseball, bowling ball vs. basketball）

在继续之前，请一两个学生用自己的话向全班解释这个挑战，确保学生理解了这个挑战。纠正任何误解。

探索

把学生分成三人一组。工作分配可以是放行人、远程观察员和记录员。所有学生应协助制作气球球。学生们应该决定在他们的气球球中使用多少气球。然而，他们将需要测试至少三种不同的球。例如，学生可能想用3个气球做一个球，然后进行测试。接下来，他们可以在球上加上气球，做成一个有7个气球的球，然后进行测试。最后，他们可以把气球加起来做成一个10个气球的球，然后进行测试。向学生展示我们的程序演示视频可能会有所帮助。在测试过程中，学生应将他们的数据记录在数据表中。（球中气球的数量和第一次反弹的高度。）提醒学生每次考试至少进行三次。收集完所有数据后，将三次试验的结果绘制成图表。求每次试验的平均值和众数。用这些数据制作一个条形图。

*制作气球球：

吹起一个圆气球，把它系起来，使它比拳头略小。
用第二个气球，用剪刀在脖子处剪断。
打开气球，把吹好的气球放进去。
旋转气球的方向，在气球周围放置另一个剪好的气球。
重复步骤，直到气球球有所需数量的气球。

评估：监督学生的工作和遵守安全程序。检查所有学生是否遵循程序，进行准确的观察，并使用公制系统准确记录数据。

解释

与类共享数据和图形。学生在小组中回答了以下实验问题后，在课堂上讨论这些问题。

根据你的数据，制作超级弹力球的最佳气球数量是多少？
为什么你认为这么多的气球会让球弹得更好？
你对反弹的定义是什么？

一旦学生们分享了数据并讨论了问题，学生们应该描述在气球球中发生的力和能量转换。当球下落时，球的能量为重力势能（GPE）。重力使球向地面下落。在下落过程中，球的GPE被转化为动能（KE）。在球落地的那一刻，它瞬间停止了。弹性势能减小，弹性势能增大到最大值。最终，球恢复到原来的形状，并向上弹回。弹性势能变为KE。随着球高度的增加，KE转变为GPE。球的反弹高度永远不会达到1米的落点高度，因为这个系统中的一些能量变成了热能和声能。随着越来越多的能量转化为热量和声音，球最终会停下来。

让学生画一个气球，并标出重力势能（GPE）、弹性势能（EPE）、动能（KE）和实验中观察到的任何其他形式的能量或能量转换。

评估：通过提问和讨论实验问题，确定学生对数据的理解和反馈。

根据你的数据，制作超级弹力球的最佳气球数量是多少？
为什么你认为这么多的气球会让球弹得更好？
你对反弹的定义是什么？（试图回到起始位置）
让学生画出弹跳的气球，并标出重力势能（GPE）、弹性势能（EPE）、动能（KE）和实验中观察到的任何其他形式的能量或能量转换。（球下落前（GPE）下落回弹时（KE）撞击时（EPE，声音，热量））

细化

要求学生评价和预测：

如果在球中使用100个气球，你认为在球的弹跳中会发生什么？
如果最初的落差高度是2米，你认为会发生什么？
如果一个气球是用聚酯薄膜做的，你认为会发生什么？
如果第一个气球内的介质从空气变成氦或水，你认为会发生什么？

全班讨论这些问题和答案。分享想法，并可能创建一个测试来找到其中一个问题的答案。

提醒学生，在运动中，球是专门为运动规则而设计的。头脑风暴一些游戏，可能会受益于新构造的气球球与最大的反弹。

给学生播放一个弹跳篮球的视频片段。让学生画出篮球在最高点、下落时、最低点、反弹时和反弹至最高高度时的图画。在每张图片中标注能量转换。找出具有最大势能和最大动能的图片。

评估：使用剩余的实验问题来确定学生的理解反弹、能量转换和数据解释。回顾和重新教导任何误解

如果在球中使用100个气球，你认为在球的弹跳中会发生什么？（学生应使用自己的数据进行预测）
如果最初的落差高度是2米，你认为会发生什么？（学生应使用自己的数据进行预测）
如果一个气球是用聚酯薄膜做的，你认为会发生什么？(聚酯薄膜是常见的闪亮或银色氦气球。聚酯薄膜没有弹性，这行不通。检查学生是否理解材料的类型会影响反弹高度。)
如果第一个气球内的介质从空气变成氦或水，你认为会发生什么？（接受一切合理的答案）

给学生们看一段弹跳篮球的视频片段。让学生画出篮球在最高点、下落时、最低点、反弹时和反弹至最高高度时的图画。在每张图片中标注能量转换。找出具有最大势能和最大动能的图片。（最高点=最大GPE，下落= GPE到KE，落地= KE到弹性势，声，热，反弹= PE到KE）

先决条件

学生应该在课堂上讨论过势能/动能和能量转换。
学生应该能够使用公制测量准确地测量。
学生应该能够计算平均值，并找到一个数据集的模式。
学生应该能够创建一个条形图。

最佳教学实践

学习周期
实践/头脑学习
调查
讨论
试探性的问题

与标准保持一致

门店的标准:

计划一项调查，以提供证据证明物体运动的变化取决于物体上的力和物体质量的总和。
构建和解释数据的图形显示，以描述动能与物体质量和物体速度的关系。
当一个物体的动能改变时，能量被转移到或从物体转移出去，构建、使用并提出论据来支持这个观点。

共同核心标准：

RST.6-8.3在进行实验、测量或执行技术任务时，严格遵循多步骤程序。
编写资料性/解释性文本，包括历史事件、科学程序/实验或技术过程的叙述。
从信息文本中提取证据以支持分析、思考和研究。

国家标准:

探究性科学5-8年级
5-8级能源转移
运动和力等级5-8

bet365官网的标准:

六至八年级科学作为探究基准B
6-8年级物理科学基准A

内容知识

势能是由于物体位置或化学键而储存的能量。
动能是运动的能量。
当球下落时，球的能量是重力势能（GPE）。重力使球向地面下落。在下落过程中，球的GPE被转化为动能（KE）。在球落地的那一刻，它瞬间停止了。弹性势能减小，弹性势能增大到最大值。最终，球恢复到原来的形状，并向上弹回。弹性势能变为KE。随着球高度的增加，KE转变为GPE。球的反弹高度永远不会达到1米的落点高度，因为这个系统中的一些能量变成了热能和声能。随着越来越多的能量转化为热量和声音，球最终会停下来。

安全

使用剪刀（锋利的物体）制作气球球。

对乳胶过敏的学生不应该处理气球球。这些学生可以进行测量。

解释气球球的期望和使用要求。

没有处理问题

应用程序

GPE和KE之间的能量转换发生在现实世界中，例如摆锤、跷跷板或任何掉落的物体。在体育运动中，球的弹性和回弹量会影响运动员的能力，从而影响比赛规则。

评估

其他的考虑

分组建议：将学生分成三人一组。工作职责可以是释放人，反弹观察者和记录者。所有学生都应该参与制作气球。

节奏/建议时间：该活动大约需要2节课时。

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