通用技术学科中的物理知识及方法

通用技术学科中的物理

知识及方法

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

通用技术学科中的物理知识及方法

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年第期

林区教学

总第期 .舀

通用技术学科中的物理知识及方法

陆建玉

山东临沂市第二中学,山东临沂

摘要:通用技术作为普通高中新课程的新学科,它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用,是一门高度综

合的课程。课程涉及到很多物理知识及方法,如结构与设计中关于结构的含义、受力分析的方法、结构的强度和稳

定性等与物理力学有密切联系,又如控制与设计中的典型案例分析及制作同样离不开力学和电学知识,家用电器的

使用则包含了更多的基本通识教育。

关键词:通用技术;物理:结构与设计;控制与设计;家用电器

中图分类号:. 文献标志码: 文章编号:一

通用技术课程是普通高中薪课程方案中设立的一个曲变形的力。为了帮助学生理解,可以借助物理实验室里

新科目,是国家规定的必修课程。它以基础的、宽泛的、与的木块、木条、细绳、钩码等进行材料弯曲性能试验,也可

学生日常生活联系紧密的技术内容为载体,以进一步提高

以用幻灯片演示,并重点对杆、梁和柱构件进行受力分析。

学生的技术素养、促进学生全面而富有个性的发展为目

.结构的强度与稳定性是教学的重点和难点

标。它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用,是一

这部分教学目标指出,应让学生理解应力、强度和稳

门高度综合的课程。下面主要谈谈通用技术学科中涉及

定性的概念,掌握影响结构稳定性的因素。我们知道力是

到的物理知识及方法,希望对通用技术的教学有所帮助。

物理力学的基本概念。物理规律的灵活应用要建立在对

基本概念正确理解的基础上。所以,在实际教学中首先要

一、结构与设计中的物理

让学生明确应力的概念。当一个结构受到外力作用时,内

.“结构”的物理意义

部各质点之间的相互作用会发生改变.产生一种抵抗的

通用技术关于“结构”的教学目标指出,应让学生了

力,我们称它为内力。应力是构件的单位横截面上所产生

解结构的含义,能从力学的角度理解结构的概念和一般分

的内力,用公式表示应力为‖/.其中,,是内力,是

类。例如,应该了解结构是指可承受一定应力的架构形

受力面积。应力可以不涉及到计算,应让学生知道不同

态,结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。在这里不

的材料应力不同,当应力达到某一极限值时,结构就会遭

可避免地遇到受力分析问题。而对物体的受力分析是物

到破坏。强度是指构件或材料具有的抵抗破坏的能力。

理力学的基础,已经形成了非常成熟有效的方法,不妨拿

通常用应力大小来衡量构件的强度。而结构具有阻碍翻

来借鉴一下。受力分析的一般步骤:选取研究对象:对

倒或移动的特性就是结构稳定性。在学习稳定性概念的

象可以是单个物体也可以是系统;隔离:把研究对象

时候,可以利用物理上的单摆、倒摆实验器材,让学生体验

从周围的物体中隔离出来;画受力图:按照一定顺序

单摆的“稳定”和倒摆的“不稳定”。在分析影响结构稳定

进行受力分析,一般是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力性的因素时,启发学生回顾物理知识中的重心及重心的位

和已知的外力。但是需要注意,结构中一般分析的是组成置,可以帮助学生自然得出结论。

结构构件的受力,我们借鉴的是物理的受力分析方法,切

二、控制与设计中的物理

不可照抄照搬。我们首先要选取研究对象,进行隔离,再

画出受力示意图。对于构件的受力形式则与物理中受力

控制与设计在通用技术的两个必修模块中占有较重

有区别,一般可分为拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

要的地位,是技术设计基本方法和结构、流程、系统的思想

拉力和压力属于轴力,轴力就是轴向的力,受力物体会随

方法的综合应用。教材中的案例非常典型,涉及到的物理

着轴向的力伸长或缩短;剪切力是两个距离很近,大小相

原理分析如下。

等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力,如连接件中

.水箱水位控制

的螺栓受力后的变形;向物体两端正、反方向均匀施力,使

人拉动进水阀手柄,出水阀打开,水从出水口流出,水

物体发生扭转形变的力是扭转力;弯曲力是使物体产生弯

位下降,此时实际水位低于预先设定的水位,连杆机构实

收稿日期:一际上就是个杠杆会使进水阀打开,水从进水口进入水箱

作者简介:陆建玉一,女,山东临沂人、, 同时,浮球随水位不断上升,等实际水位与设定水位相符

一一

万方数据,耗电省、寿命长。它有正极和负极之分,在接线时

要注意不要搞错。电容器也是电路中常用的元件,其基本

作用就是充电与放电,但由这种基本充、放电作用所延伸

出来的许多电路现象,使得电容器有着种种不同的用途。

例如在电动马达中,我们用它来产生相移;在照相闪光灯

中,用它来产生高能量的瞬间放电等等;而在电子电路中

广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面。无论是哪种制作方案,通电

时,连杆机构会使进水阀关闭,不再进水。学生清楚了原

前,一定要对照电路图逐段检查,可以用万用电表的电压

理,就理解了控制过程,画出下图所示的控制系统框图就

档先检查电压是否正常,再用欧姆档检查电阻。确定正常

不难了。

后才可以通电试验。

给定水位水位

三、家用电器中的通识教育

通用技术学科要求高中学生掌握日常生活中宽泛的、

基础的知识和基本技能。越来越多的家用电器走入我们

.声控灯系统

的日常生活。我们应该对常用的电器有所了解。家庭电

声控灯具有特殊功能与应用。例如,在公共楼道里安

路一般由进户线、电能表、断路器、插座、灯座、开关等组装声控灯,既方便又节电。声控灯系统有一个重要部件就

成。学生应该会使用测电笔,使用时,用手捏住笔尾金属

是传感器。传感器是把非电学物理量如位移、速度、压

体,将笔尖接触进户线,若碰到的是火线,则氖管发光。安

力、温度、湿度、流量、声强、光照度等转换成易于测量、传装家用电器要符合规范。例如,开关必须接在火线上;三