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等级：5-8作者：苔丝·埃沃特来源：原创
学生们将面临挑战，使用不同的聚合物材料或橡胶建造一个减震结构，以在撞击时最好地保护明胶“头”。
通过这节课，学生应该知道什么？
通过这节课，学生应该能做些什么？
明胶(根据小组的能力，你可以选择制作明胶“头”使用调味的，加糖的明胶甜点制剂或手指明胶（有时称为摇胶）制剂，根据盒子的说明。请参阅其他注意事项。
可选=明胶模具——比如鸡蛋或头盔模具（每个实验组至少需要一个明胶“头”——如果你想给学生额外的试验，请参阅额外的注意事项）
各种聚合物和橡胶材料（橡皮筋，塑料袋，泡沫，喷雾泡沫，聚苯乙烯泡沫[包装花生，花卉泡沫，冷却器，豆袋填充物]，鞋底和鞋垫，塑料瓶，气泡膜，球拍和网球，水桶，操场上的松散橡胶表面等）
各种材料，以协助施工（胶带，剪刀，冰棒棒等）
订婚
这个活动被设计成学生在课堂上讨论了力和能量转换之后的高潮活动。在继续之前，你可能需要复习一下这些材料。
问学生：“什么样的材料或结构可以保护正在坠落或即将坠落的物体？”（接受所有答案，如头盔、安全气囊、护肘/护膝、枕头、降落伞等）“这些材料如何保护正在坠落或即将坠落的物体？”（引导学生理解这些材料吸收物体所经历的冲击[力和动能]）
你可以给学生们看下面这个没有减震器的视频：
给学生们一个挑战，“使用各种聚合物和橡胶材料设计并建造一个减震结构，以保护明胶“头”免受2米高的跌落。”从2米高的地方扔下一个没有保护的明胶头部，向学生展示如果没有保护，头部会发生什么。
给学生一份评分表来帮助指导他们的思考——比如，要注意，更薄的着陆垫比思考垫得分更高。让学生对他们的保护结构进行头脑风暴，并绘制他们将要使用的结构的图纸/图表。如果学生想使用老师没有提供的物品，学生需要提供这些物品。确保他们的选择是安全的。讨论在建造建筑物时使用的适当安全程序。
评估：监督学生对保护结构的想法，以确保每个人都理解课程的目标。
探索
让学生构建他们的保护结构，并测试他们如何保护明胶头。确保学生在进行构建和测试时采用安全措施。监控每组，确保他们的结构从2米的高度下降。根据老师的时间，给学生一个机会，在一次之后改变他们的结构设计，看看他们是否可以改进他们的设计。
评估：凝胶头的成功滴下，应根据结构的整洁程度，成功滴下和用于保护凝胶头的材料的厚度来打分。测量结构最宽处的厚度。结构越薄，得分越多。（见建议标题）
解释
学生应报告发现（结构设计和材料与保护凝胶头的能力）。学生应该讨论成功的结构的特点和不成功的结构的特点（材料之间有大量的空隙，材料较软等）。
问学生，“什么力量作用在明胶头上？”（重力、空气阻力引起的摩擦、与地面的撞击力）“凝胶头会经历什么类型的能量？”（释放点的重力势能在明胶头下落时转化为动能-参见内容知识）成功的结构作用在明胶头上的冲击力和动能发生了什么变化？（它们从明胶头部消散）为什么在不同的活动中佩戴安全设备以吸收冲击很重要？（驱散作用在我们身上的力或能量，以帮助防止受伤）
评估：听学生对成功结构的讨论，判断他们的报告是否得到你在进行实验时观察到的发现的支持。通过观察学生回答口头问题的准确性，监测他们对活动中所展示的物理力量的理解。
细化
问学生：“什么是聚合物？”聚合物可以提供一种轻质、坚固、减震的材料。“橡胶是由什么组成的？”（见内容知识）确定哪些组主要使用塑料和橡胶作为其结构（教师必须为学生确定每种材料是塑料还是橡胶）。
评估：给学生2 - 3分钟完成一个简短的书面总结的发现。问题将是：“根据我们的实验，塑料和橡胶，哪种聚合物能制造更好的减震器？”证明你的理由。”
这个活动是在学习了影响物体的力和动能之后进行的。
门店的标准:
共同核心标准：
国家标准:
bet365官网的标准:
减震器的作用是吸收或消散作用在结构上的力和动能。这些装置吸收能量的一些方法是利用弹性材料、空气、流体或弹簧。
势能是由于物体位置或化学键而储存的能量。势能有不同的类型。重力势能是由物体离地面的高度决定的。弹性势能可以在物体中找到，例如拉伸的橡皮筋。弹性材料，如弹簧、蹦床或橡皮筋，能抵抗拉伸变形。不同类型的势能可以转化为动能。举个例子，蹦极者从桥上跳下来。由于人的高度而产生的重力势能在下落过程中转化为动能。动能是运动的能量。势能和动能的总和构成一个物体的机械能。物体的重量是作用在物体上的重力的量度。
聚合物
聚合物最简单的定义是由许多单位组成的东西。这些单位或单体主要由碳原子和氢原子组成，它们连接在一起，形成一条由至少1000个原子到数千个原子组成的链。虽然一些聚合物，如聚醋酸乙烯（埃尔默胶）可以在室温下以液态存在，但通过添加交联剂，它们可以变得更固体或像凝胶一样。交联剂是一种小分子或离子，它与两种不同的聚合物链结合，并限制单个聚合物链的运动。这使得聚合物的特性变得更像凝胶，流动性更少。由于交联剂的加入形成了一种新的物质，因此发生了化学变化。（阿克伦大学C.赫尔弗）
科学家们继续开发更便宜、更坚固、更好的聚合物。实现这一目标的一种方法是通过复合，或在制造过程中向聚合物中添加各种材料。我们的目标是尽可能制造出最好的产品，并确保产品的无故障制造。添加剂改变了聚合物的性质和/或提高了加工的便利性。最终产品性能更好，可以以更低的成本提供给消费者。添加剂可以是填充剂（延伸剂）、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂和紫外线稳定剂、阻燃剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、发泡剂和抗静电剂。（欧文斯，阿克伦大学）
橡胶
最初，一种天然或树木橡胶，它是一种异戊二烯单位的碳氢化合物聚合物。由于合成橡胶具有橡胶的某些特性，但在化学结构和性能上有所不同，因此需要一个更通用的名称来涵盖天然橡胶和合成橡胶。弹性体（elastomer）一词是elastic和polymer两个词的缩写，它被定义为一种物质，它可以在室温下拉伸到其原始长度的至少两倍，并且在拉伸和消除应力之后，在短时间内以力恢复到大约其原始长度。天然橡胶和合成橡胶的橡胶性能必须满足三个要求：长线状分子，分子链的柔韧性，允许弯曲和卷曲，以及分子之间的一些机械或化学键。”（帕特里奇，《橡胶》，AccessScience@McGraw-Hill）
橡胶材料起到减震器的作用，“以最小的负荷传输阻止移动物体”。它们的作用是用阻力使运动的物体减速……”（第85页，橡胶工程，第二版，艾伦·根特）。想象一下，一个锤子击打一个坚固的橡胶块，锤子通过吸收冲击力并将冲击力分散到橡胶块上而停止（减速），而不会将冲击/冲击力转移到支撑橡胶块的任何东西上。橡胶起着弹簧的作用。（阿克伦大学c·劳尔森）
通常，弹性材料（如橡胶）形成的弹簧可以吸收机械装置中的冲击。例如，冲床的四条腿靠在四块橡胶上。橡胶垫防止压机的闭模惯性力通过支腿向下传递到具有冲击或锤击比例的地板。由于压腿下面有橡胶垫，地板上的力积累相对缓慢，没有明显的震动。当模块的加速度为零时，惯性力为零，被冲模吹偏的橡胶垫弹簧得到放松，准备冲模的下一个冲程。整个压力机相对于地板上下移动，但通过适当选择橡胶垫，弹性常数可以使这种运动很小。”（小西格弗雷德·林德罗斯，《弹簧（机器）》，AccessScience@McGraw-Hill）
学生在施工过程中使用建筑材料（剪刀、胶水等）时要谨慎使用。当使用任何发泡材料时，使用护眼和围裙。
应该努力回收任何被回收中心接受的材料。
许多行业都采用减震结构，如建筑（抗震建筑）、医疗（假肢）、运输（车轮或悬架上的减震器、安全气囊、飞机起落架）和运动（头盔、防护装备）。
让学生研究减震或减震结构如何在不同行业中使用，如技术（移动CD播放器，笔记本电脑，个人DVD播放器），建筑（抗震建筑），医疗（假肢），运输（车轮或悬架上的减震器，安全气囊，飞机起落架）和运动（头盔，防护装备）。
分组建议：在选择分组时应慎重考虑学生的能力、性别和种族背景。
节奏/建议时间：老师需要在上课前准备好凝胶。明胶可以在一个长方形的平底锅里准备，然后切成正方形，或者用任意的明胶模具制作。我们建议将每盒的水减少1/3，以获得比使用甜点配方中推荐的水量更坚固的“头部”。你可以在http://www.yankeehalloween.com/qwiggle.html上买到两种不同大小的大脑形状的模具，在http://www.kraftcornerstore.com上买到鸡蛋和头盔的模具，或者在Target或沃尔玛等商店买到。
时间框架：可能需要1天时间进行参与/头脑风暴活动，1天时间创建结构，1 - 2天时间进行测试。你可以在头脑风暴活动和探索/建造活动之间给学生一些额外的时间来完善他们的设计或带来额外的建筑材料。
