设计制作与发明创新课

热气球模型的设计与制作

课　　题：第二课　热气球模型的设计与制作

教学目标：

1.通过热气球模型的自主设计与制作活动，使学生了解热气球的基本构造和升空的基本原理。

2.使学生学会热气球模型制作的一种方法。

3.激发学生对设计制作学习活动课的兴趣。

4.通过热气球模型的设计与制作活动，培养学生相互学习和相互协作的精神。

教学重点：

指导学生自主完成热气球的设计与制作。

教学难点：

1. 将热气球模型的构想转化为图纸；

2. 将设计图纸转化为裁剪样片。

教学方法：

自我探究和个别指导法。

计划课时：5课时

教学内容与过程：（附后）

热气球模型的设计与制作

第一环节：一种热气球模型的展示和试放

第二环节：介绍热气球的基本知识

一、认识热气球

（一）热气球的组成部分

图1　热气球的组成示意图

说明：

　　我们要制作的热气球模型由球壳、支架和燃烧器三个部分组成。

（二）热气球的升空原理

备注（由学生回答，再归纳。）：

空气具有浮力。

气体温度升高⇒气体体积增大⇒气体密度下降⇒热气体会上升

燃料燃烧使球内的空气受热，受热的气体膨胀而上升，将球内的部分空气排出，使得球内气体的质量比同体积空气的质量减小；由于受热的气体固定在一个相对封闭的球体内，当热气体所产生的升力大于热气球的总质量时，热气球就会升空。

第三环节：介绍热气球模型的制作程序和要求

二、热气球模型的制作

（一）材料和工具

一次性塑料桌布　 1.8×1.8（或1.6×1.6）m 2张

细铁丝　　　 　　14＃　　　　　　　　πD下口+10cm

　　24＃　　　　　　　　2（D下口+6cm）

透明胶　　　　　　　（宽1.5cm）　　　　　　 　1卷

易拉罐 1个

卷尺、剪刀、钢丝钳、圆规等。

（二）制作程序

设计→画样→裁剪→裁片粘接→燃烧器制作→固定支架的制作→安装成型

制作程序说明：

1.设计

1）.确定热气球形状

将构想中的热气球形状在纸上勾画出来。

2）.画出展开图（即裁片图），计算各个部分的尺寸。

3）.绘制比例图纸，并标注尺寸。

注意事项：

制作在形状和体积大小以及材料的选择上没有严格的规定，可以任意选择，但应注意：

1.在确定热气球的体积大小时应考虑热气体托重值：0.25kg/m3（100℃）。

热气球模型：V气球＞0.5 m3；

2.热气球模型的下口直径控制在40～50cm；

2. 画样

按照设计好的样片图纸，在塑料薄膜上画出裁片图样。

3.裁剪

用剪刀在离裁片图样画线外0.5～1.0cm裁去多余的部分。

4. 裁片粘接（透明胶粘接法）

1）.对叠粘接　　　　　　　2）.层叠粘接

　5. 一种燃烧器和支架的制作

　　　　　　　燃烧器　　　　　　　　　　　 支架与燃烧器

说明：我们这里介绍的用易拉罐制作的燃烧器，只是众多燃烧器中的一种比较安全的形式，同学们也可以选择其他形式的燃烧器，但必须注意安全。

练习作业：

1.取一个饮料瓶，剪去瓶颈颈部，再沿纵向将饮料瓶剪成4片，并将每一片展开，画出倒置的展开平面图形，在图上标注各线段的测量平均值。

2.用4张同样大小，长宽比为2︰1的长方形纸，制作一个上为四棱锥、中为正方体、下为倒四棱台的几何体模型（如图所示）；并用几何图形（含尺寸）来说明制作过程。

第三环节：学生分组设计活动

三、热气球模型的设计

基本要求：

1.先在草稿纸上勾画出热气球模型的外形草图和热气球的展开平面草图，并进行体积和材料的估算。

2.在作业本上绘制热气球模型的几何外观图（平面、立体均可）。

3.绘制热气球模型的裁片图纸，并在图纸上标注好尺寸。

注意：1）.不要画美术图。

　2）.以小组（每小组最多3人）为单位，每个小组设计一个热气球模型。

建议：大家可联系上节课布置的练习作业，来帮助完成热气球模型的设计。

第四环节：学生分组制作热气球模型

　　巡视、个别指导。

第五环节：热气球模型试放飞（随机）

1、检查球壳的粘接情况，有无破损；若有破损及时进行修补。

2、在教室内腾出一块空地，展开热气球模型，向燃烧器里倒入10～15ml酒精，点燃；若无问题气球即会升空。

第六环节：热气球放飞　　

注意事项：

1、选择无风或微风的天气，统一组织学生在操场上进行放飞；

2、热气球燃放时以班级小组为单位，并且每个小组之间相距2～3米；其余的学生在场外观看；

3、燃烧器里的酒精量不宜多；

4、放时先将球壳尽量拉开，点燃酒精，若球体完好无损，当感到气球有向上的升力时即可放飞。

第七环节：活动小结

练习作业：

《热气球模型的设计与制作》文章撰写。

内容：1.构造；2.原理；3.制作材料；4.制作过程；5.活动过程心得。

要求：1.要根据实际的制作情况来写作；

　　　　　2.每人必须单独写一篇，并写在练习本上。

热气球模型的设计与制作