碰撞教学设计(精选8篇)
《碰撞》的教学反思
宁师中学高一物理备课组
郭爱林
《碰撞》是我校自实行高效课改以来,我讲的第一节公开课,也是课改先锋优质课的参赛课。本节课有成功也有值得推敲的地方和问题,现就当时的设计思路、课堂流程及存在的问题一一反思。
一、导学案的设计思路
导学案是高效课堂的两大抓手之一,导学案设计的质量直接影响到一节课的成功与否,在设计中,我在遵守导学案的基本要素不变的情况下,做了一些微调,比如我删除了学法指导,导学案中的学法指导可有学生自己根据内容采用自己感兴趣且能合理的方法进行学习。课堂上老师根据各小组的情况进行个别指导。导学案只是引导学生如何学习的工具。
在学习新知识部分,我加了一些对探究问题有辅助作用的照片。合作探究部分的思路是“问题—讨论—实验—归纳”的探究性模式,我精心选择了一些比较有探究价值的问题,以课本一个比较有探究价值的重要的问题入手,然后从此问题生发一些新的问题及这个结论的重要应用,层层深入,步步为营,难度由易到难。
在学以致用的题目中,选取了一些比较有代表性的基础题分成二个层次,适合不同层次的学生进行检测。我只选择了5个题目。为的是在课堂上85%以上的学生能在课堂上完成导学稿。同时也为感悟与反思和我的疑问腾出空间。
二、课堂流程
通过本节课的学习,基本上完成了教学要求,达到了我的预期效果。里面值得肯定的地方有以下几个方面:
1、课前预习效果显著
预习环节学生认真专注、检测基本达标。整个预习环节效果很好。更为明显的是有两个小组的成员利用计算机课搜集了《弹性碰撞和非弹性碰撞》和《碰撞球》两个教学视频;还有学生理解碰撞中的一些现象,要求我为他们准备很重的球和很轻的球。
2、任务分工 因组而异
传统的展示任务分工是采用了抽签决定,这种做法势必会影响到学习的进度和展示的效果。为此这节课我根据课前的学情调查及学生对导学案的完成情况,把任务分给那些对某个问题探究比较深入的小组展示,这样可以提高小组参与的积极性,提高展示的精彩度,实践证明收到良好的效果。
3、课堂展示 精彩纷呈
宁师中学高一物理备课组
课堂展示学生最为热衷,也是学习效果的体现。这节课的学生展示非常精彩,有些问题一环紧扣一环,一些学生提出了比较有价值的问题。另外在探究中学生不唯师,不唯教材,大胆质疑。例如:在探究一维弹性碰撞时,学生的思维很活跃,提出当运动的A球与静止的B球质量相等的情况下,会出现什么情况?进而得到速度交换的概念。并用《碰撞球》的教学视频来说明这个结论。在这个问题的引导下,其他组的学生适时的提出当A球的质量远大于B球的质量和远小于的情况各自会出现什么现象等很有见地的问题。对于这两个问题,不但有理论推导得出了结果,还用《汽车撞人》的视频和学生亲自动手做实验来检验得到的结论。而在完成本节课的内容和练习之后,我要求学生利用所学知识发射土火箭又将下一节课的探究内容安排下去。在这节课中,学生的动手实验和有趣视频以及土火箭的出现等让本节课精彩纷呈,高潮不断。4.课堂展示 适时点评,高效课堂老师的主导地位不容忽视,不然课堂会一团糟,甚至会走偏,在课堂上我比较注重引导和点评的时机,待学生“山重水复疑无路”的时候,才适时出现,才会产生“柳暗花明又一村”的效果,例如:在《自主探究一》中,学生对完全非弹性碰撞的例子以及机械能损失最大的结论不是很清楚,我及时的讲解和点评,让学生听懂并觉得有所收获。
三、存在问题
由于我不是我校实行课改的教师,平时对高效课堂的操作较少,加之学生是第一次参加这种高效课堂的操作。所以,这节课还存在一些不算和谐完美的因素。主要存在以下现象:
1.课堂评价不及时
高效课堂中存在评价,在学生小组展示后,由教师或学生点评打分。而本节课,我们将用大家上课的实验器材兵兵球、玻璃弹珠等作为奖品,课后由全班同学投票,选出优秀小组和优秀学员若干。由于没有及时的给予学生评价,影响了课堂效果。2.参与面还不够广,组与组的合作意识不强
因为知识有点难,部分同学预习不充分,造成这样的局面:在小组代表展示的过程中,其他组的同学只倾听,不发言,也不质疑,甚至有个别同学出现了开小差的现象。这是与我们的课堂改革的初衷相背离的,我们的目标是解决学困生的问题,是要减小两级分化,是让人人乐学、会学,看来如何让更多的人参与课堂学习还需要思考。
《Maddy’s Family Photographs》一课是以Maddy和她的家人分别居住在五个国家为线索, 讲述了五个国家的首都、语言以及特色景观等。这篇故事涵盖了本单元需要掌握的重要知识点, 是对本单元内容的一个有机整合。
下面从语篇教学的三个环节:Pre-reading (阅读前) , While-reading (阅读中) , Post-reading (阅读后) 来分别阐述这两节课例教学设计的不同。
【Pre-reading】
在Pre-reading环节中, 王老师采用了填空和看图对话的形式复习五个国家的相关知识点, 带领学生慢慢进入有关Maddy的故事, 同时也是为后面的故事做铺垫。这样的引入环节自然而巧妙, 学生在不知不觉中就走进了新授故事。
而齐老师在Pre-reading环节则用非常简单的一个问题:“Do you like stories?Let’s listen to a story about Maddy.”直接引入故事, 简洁明了。
两位老师的引入环节大不相同, 应该说各有自己的风格。
【While-reading】
在While-reading环节中, 王老师首先通过展示Maddy的5张照片, 帮助学生快速浏览故事的图片, 初步感知本课所介绍的家庭成员。这种用图片串讲故事的形式很好, 可以让学生初步感知文本并且可以更快地进入故事。然后提出中心问题:Where do they live?What do they speak?让学生带着问题去听去看本课的内容。带着问题听故事, 有目的性地读书, 从而引发学生要听故事、了解故事内容的更大的好奇心。第二遍观看完整的故事动画, 在观看过程中, 遇到关键性问题分别用暂停来与学生互动并提出问题, 具体问题具体分析, 帮助学生更深入具体地了解故事内容, 让学生能够在语境中理解语言, 领悟故事的中心意思。
而齐老师没有按照常规的方式来处理故事文本, 大胆地进行了创新, 在初步感知语篇时采用先让学生闭上眼睛安静地听一遍故事, 而后老师检查学生听到了哪些内容。这样做是想锻炼学生的听力, 可能有的学生只记住了一些词汇, 有的学生能记住较长的语句, 这都没关系, 相信长期坚持这样的训练, 学生的听力水平都会在原有的基础上有不同程度的提高。第二遍让学生结合动画再看一遍故事, 这样大部分学生应该能理解故事的大意了。而后齐老师设计了一个活动“Answer the questions”, 让学生回答看故事之前所提出的两个问题:How many Maddy’s family members are there in the story?How many countries are there in the story?这两个问题提炼出了故事的主要人物和地点, 老师通过提问的方式培养学生找出故事中的关键词或句的能力, 以作为了解故事大意的线索, 这是对学生阅读能力的一种有意识的培养。
【Post-reading】
王老师在Post-reading环节设计了三项活动:首先, 在观看完故事后, 学生已经通过两次的阅读掌握了故事的中心思想和具体内容, 王老师提出了这样的四个问题:1.What country is south of Canada?2.What country is west of China?3.Who can speak Chinese?4.Who likes to go to Niagara Falls?让学生根据对故事的理解、板书的提示及教师的引导来回答以上问题, 这也是帮助学生检验自己是否理解了故事大意;其次, 王老师设计了一个短文填空, 该短文是对本故事的一个主要内容的概括总结, 这样的形式对培养高年级学生进行课文大意概括或复述课文是一种潜移默化的训练;第三, 在学生明白故事大意后, 让学生模仿Maddy谈一下自己的个人情况并尝试写下来。通过这些活动让不同层次的学生都得到了锻炼, 使学生有成功的体验, 享受到学习英语的乐趣。
齐老师在这一环节设计了不同的三项活动来检查巩固故事。第一个活动是“talk about the pictures”, 让学生简单地叙述本故事中出现的五张照片的内容;第二个活动是“Choose the correct answer”, 共设计了五个问题, 考查学生对故事细节的理解;最后一项活动是“Make a chart”, 表格涉及到Character、Country、Language和Famous Place四项内容, 让学生重新整理每个人物在不同国家发生的具体事情, 难度也比初听时有所提高。一个个任务的出现, 引领学生们从初步感知到深入学习。通过任务的设计来帮助学生了解文章大意, 捕捉具体信息, 从而培养阅读技巧, 这样的教学设计从上课的效果来看还是不错的, 但是这样的形式只适用于生词较少的语篇, 而不适用于生词较多的新授课。
【课外拓展】
王老师在故事教学之后, 加了一个拓展内容“One World, One Dream” (音乐视频) , 用歌词与学习内容相串联, 为学生拓展知识、开阔视野, 从而让学生体会:虽然我们来自不同的国家, 但我们同属于一个世界, 并且怀揣着同一个梦想。同时配上优美的背景音乐, 使学生在轻松愉快的环境中结束英语课堂。
松果设计(上海/柏林) 设计总监
中德设计教育中心艺术总监
YAANG 品牌创始人 设计总监 王杨
德国瀚德国际文化公司总经理
毕业于浙江美术学院附中以及中国美术学院国画人物专业, 获学士学位。
2000年赴德国, 长期生活工作在汉堡和柏林。在德期间任德国瀚德国际文化有限公司总经理, 着力于中德文化交流事务。其间在德国多次举办个人展览以及参与各类艺术设计项目。
2006年底回国创立上海松果设计, 坚持以独创性的设计态度为客户提供整体化的产品及空间设计解决方案。
2007年创立设计师品牌“YAANG”,产品包括各类原创家具、家居用品、灯具以及其他生活用品 ,致力于为人们带来一种充满惊喜的精彩生活体验。
2008年应邀与CRYSTALLIZED? 施华洛世奇元素合作,参与施华洛世奇全球 “Wedding” 水晶婚礼设计项目,并签约成为长期合作设计师。
2009年 受邀为“粉红丝带”乳腺癌防治运动设计首饰系列。
2009年被评为上海十大杰出青年设计师。
2009年入选中国设计业青年百人榜
2010年 荣获香港“40 under 40”大中华区卓越设计师大奖
毕业于中国美术学院国画系,而后转行做设计,2000年赴德,在那儿一待就是6年,长期工作、生活在柏林和汉堡,着力于中德文化交流。在德国,王杨开始怀念儿时的日子——每天和外婆去喝咖啡,吃外公带回来的巧克力和奶油蛋糕。她对生活品质的要求很高,这一点可以在她的画里看出,但是画只能欣赏,无法变成现实,于是她渴望设计的念头越来越强烈。2006年,这个年轻的女设计师回国并成立了“松果设计”;2007年,YAANG这属于王杨的设计师品牌出现了。成立仅一年多时间,YAANG已经拥有40余件作品。然而面对设计速度和设计质量的质疑,王杨却说:“为能欣赏我的作品的人设计。另外,YAANG所设定的目标用户群是讲究生活品味,注重生活品质,追求个性有一定审美水准的小众人群。”
YAANG是王杨的设计师品牌,产品包括各类原创家具、家居产品、灯具以及其他生活用品。松果设计是回国后创立的设计公司,坚持以独创性的设计态度为客户提供整体化的产品及空间设计解决方案。王杨提到,为其它品牌做设计是我们的服务内容,首先客户要肯定我们的水准,然后我们会研究市场的发展趋势,分析消费者的需求以及容量,思考方案的完整性以及系统性,以便为一个品牌的发展注入有效的源动力,而不是简单意义上的设计。
2011年02月paperworld 亚洲设计展法兰克福
2010年12月“无中生有”设计展 香港设计营商周香港
2010年10月时尚家居展 上海
2010年06月中国设计大师作品展 上海
2010年04月CHINA DESIGN MARKET 2010 米兰
2009年12月在中国设计 北京
2009年11月晒上海概念设计展 上海
2009年10月 “40把椅子”国际著名设计师邀请展北京
2009年10月哥伦比亚大学“FOUND”中国设计师作品展美国
2009年10月法兰克福家居展 法兰克福
2009年09月Starbucks - my own tumbler展览 上海
2009年08月台湾“设计师周” 台北
2009年05月台湾“新一代设计展” 台北
2009年04月Daily Art 国际华人设计师邀请展 上海
2009年03月友谊商城“王杨设计展” 上海
2008年11月CRYSTALLIZED? wedding experience 上海
2008年10月 “活设计 THE AGE OF CHINESE DESIGN”北京/深圳
2008年08月瑞典文化节 “Made it in China”斯德哥尔摩
2008年05月 “PURE” 王杨设计展(Cross Gallery)上海
2008年03月 “CIAK Asia Tour”上海
2007年11月王杨设计 上海
2005年03月 “Blumen”(Europa Center) 柏林
2003年10月 “EAST”(Galerie die Produzenten) 柏林
2001年09月 “Der Moon”(Tiangong Insititut)柏林
阐述车身设计正面碰撞多层传力路径的.必要性,通过分析传统与新型3层传力路径的异同,重点介绍了如何设计正面碰撞传力路径来满足正面碰撞法规的要求,还简要介绍车身设计正面传力路径如何兼顾满足低速碰撞、维修保险及行人保护的要求.
作 者:叶永亮 羊军 傅强 Ye Yongliang Yang Jun Fu Qiang 作者单位:上海汽车集团股份有限公司技术中心 刊 名:上海汽车 英文刊名:SHANGHAI AUTO 年,卷(期): “”(4) 分类号:U4 关键词:正面碰撞 车身 汽车
物体间的碰撞是自然界中普遍存在的的现象,从宏观物体的一体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究课题。
本实验通过两个体的碰撞、碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动,应用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题,从而更深入地了解力学原理,并提高分析问题、解决问题的能力。
一.实验原理
1.碰撞:指两运动物体相互接触时,运动状态发生迅速变化的现象。正碰是指两碰撞物体的速度都沿着它们质心连线方向的碰撞;其他碰撞则为斜碰。2.碰撞时的动量守恒:两物体碰撞前后的总动量不变。
3.平抛运动:将物体用一定的初速度v0沿水平方向抛出,在不计空气阻力的情况下,物体所作的运动称平抛运动,运动学方程为x?v0t,y?12gt(式t中是从抛出开始计算的时2 间,x是物体在时间t内水平方向的移动距离,y是物体在该时间内竖直下落的距离,g是重力加速度)
4.在重力场中,质量为m的物体在被提高距离h后,其势能增加了?ep?mgh 5.质量为m的物体以速度v运动时,其动能为ek?12mv 2 6.机械能的转化和守恒定律:任何物体系统在势能和动能相互转化过程中,若合外力对该物体系统所做的功为零,内力都是保守力(无耗散力),则物体系统的总机械能(即势能和动能的总和)保持恒定不变。
7.弹性碰撞:在碰撞过程中没有机械能损失的碰撞。
8.非弹性碰撞:碰撞过程中的机械能不守恒,其中一部分转化为非机械能(如热能)。二.实验仪器
碰撞打靶实验仪如图1所示,它由导轨、单摆、升降架(上有小电磁铁,可控断通)、被撞小球及载球支柱,靶盒等组成。载球立柱上端为锥形平头状,减小钢球与支柱接触面积,在小钢球受击运动时,减少摩擦力做功。支柱具有弱磁性,以保证小钢球质心沿着支柱中心位置。图1 碰撞打靶实验仪
升降架上装有可上下升降的磁场方向与杆平行的电磁铁,杆上的有刻度尺及读数指示移动标志。仪器上电磁铁磁场中心位置、单摆小球(钢球)质心与被碰撞小球质心在碰撞前后处于同一平面内。由于事先二球质心被调节成离导轨同一高度,所以,一旦切断电磁铁电源,被吸单摆小球将自由下摆,并能正中地与被击球碰撞。被击球将作平抛运动,最终落到贴有目标靶的金属盒内。
小球质量可用电子天平称衡。
三.实验内容
(一)必做内容:
1.调整导轨水平,如果不水平可调节导轨上的两只调节螺钉。
2.用电子天平测量被撞球(直径和材料均与撞击球相同)的质量m,并以此也作为撞击球 的质量。
3.根据靶心的位置,测出x,估计被撞球的高度y,并据此算出撞击球的高度h0(预习时 应自行推导出由x和y计算高度h0的公式)
4.通过绳来调节撞击球的高低和左右,使之能在摆动的最低点和被撞球进行正碰。5.把撞击球吸在磁铁下,调节升降架使它的高度为h0,细绳拉直。6.让撞击球撞击被撞球,记下被撞球击中靶纸的位置x。(可撞击多次求平均),据此计 算碰撞前后总的能量损失为多少?应对撞击球的高度作怎样的调整,才可使击中靶心?(预习时应自行推导出由x和y,及计算高度差h-h0=?h的公式)7.对撞击球的高度作调整后,再重复若干次试验,以确定能击中靶心的 h 值;被撞球击 中靶纸的位置后记下此 h 值。
8.观察二小球在碰撞前后的运动状态,分析碰撞前后各种能量损失的原因。
(二)选做内容:
观察两个不同质量钢球碰撞前后运动状态,测量碰撞前后的能量损失。用直径、质量都不同的被撞球,重复上述实验,比较实验结果并讨论之。(注意:由于直径不同,应重新调节升降台的高度,或重新调节细绳)
四.思考题
1.如两质量不同的球有相同的动量,它们是否也具有相同的动能?如果不等,哪个动能大? 2.找出本实验中,产生?h 的各种原因(除计算错误和操作不当原因外)。
3.在质量相同的两球碰撞后,撞击球的运动状态与理论分析是否一致?这种现象说明了什么?
4.如果不放被撞球,撞击球在摆动回来时能否达到原来的高度?这说明了什么? 5.此实验中,绳的张力对小球是否做功?为什么?
6.定量导出本实验中碰撞时传递的能量e和总能量 e的比?=e/e与两球质量比? =m1/m2的关系。
7.本实验中,球体不用金属,用石蜡或软木可以吗?为什么?
实验原理:(要求同学们能够自己推导有关计算公式,自行设计并画出实验原理图)以下仅为参考:
1.撞击球下摆至最低点过程,机械能守恒:(1)
2.撞击球与被撞球发生完全弹性碰撞(正碰),动量守恒:,(2)3.被撞球以初始速率 做平抛运动:(3)(1)、(2)、(3)式得: 式中,为靶心位置,(4)为撞击球与被撞球高度差的理论值。为被撞球的高度,当被撞球的高度为为
由此得碰撞系统在整个运动过程的能量损失应为,撞击球与被撞球高度差的理论值为时,被撞球实际击中靶纸的位置由此,若使被撞球击中靶心,撞击球的初始高度应调高至,即使得,篇二:碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验仪。
被撞球3个(铁球,铜球,铝球,其中铁球和撞击球质量相等)。实验目的、意义和要求
目的:了解自然界中物体的碰撞现象。
意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。要求: 预习实验原理的各个力学规律。
了解整个实验的过程,即从理论值到实际值的过程。实验前应回答的问题
实验仪底盘为什么要调水平。由x和y推导出时h0的表达式。
由x,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失δe。实验内容 完成实验室给出的数据表格。
选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。
实验目的:比较被撞球的质量发生变化,或者质量和体积都发生变化时,体系的能量损失会有怎样的变化。实验报告要求
计算碰撞前后的总能量损失δe。回答课本p31,p32思考题。
实验现象记录分析,实验感想体会和建议。参考书籍与材料 相关表格下载
碰撞打靶—表格仅供参考,数据要求记录在报告纸上。建议问题
老师,碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值,是否还要计算不确定度?如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”,要怎么计算测量长度的不确定度? 本实验没要求计算不确定度,因此没有给出不确定度限值。—高渊2009/10/1909:17 老师,如果x值选择较小,是否会使能量损失百分比增大?
是在具体操作中出现这个疑问吗?如果不是,建议来实验室做一下,看看损失百分比是否增大.—高渊2010/04/1511:12 老师,我觉得测量x的值时是不是可以多打几个点,比如说10个点,由于这些点一般比较密集,所以可以较容易找到这些点的中心,这样就只需要测一次x的值就可以了,然而取三个点然后取平均值的方法个人觉得有些随意,一是取三个点样本太少,可能不具有代表性,二是这三个点每次单独测x时的随意性较大,人为的误差较大,所以我觉得这个方法略有不妥。另外在算撞击球的h时,是不是应该加上0.5d,毕竟在算平抛运动速度时,不需要加0.5d,但是在算h时,就不能不加了,否则h就少了0.5d,误差较大吧?–张子恒
老师,我有一个问题想请教你。因为有一些公式所以不知道怎么上传。请问一下老师的电子邮箱
同学,这个网站首页的通讯录一栏里能找到所有教师和助教的邮箱。—乐永康2012/03/0722:23 书上实验内容必做内容第三步说根据x来估计y值,怎么估计啊?x=vt;y=1/2gt^2,怎么根据x来估计y啊?难道测时间t吗?那这样也太不准了吧,相差一秒就相差5米啊?不懂啊,求指教。。。
估计嘛,本就没要求必须达到何种精确程度。一秒很长了,你拿个秒表掐绝对不会有那么大误差的。—高渊2012/05/0717:21 老师好,我想问的也是第5个同学的问题,希望老师能够解答的再详细一点,谢谢。就是实验仪器中并没有给出秒表,所以无法测时间,但是老师回答的是用秒表掐时间,如果说可以用秒表的话,那么第三步测x就没有什么意义了,究竟如何才能根据x测出y?真的不懂,希望老师能指教!再次感谢!—黄禹铭2012/10/2809:13 首先问题的顺序理了一下,上面的问题按时间顺序应该是第五个;至于书上说的估计,由于靶纸能放的x范围有限,y值也就是被撞球的高度调节范围也很有限,一般可以试打几次即可,知道x和y大概取什么数值即可,而不是用x测出y,本实验中x和y都是初始条件;至于秒表的说法,是针对那个同学说的测量时间误差大的疑问,不是真的建议用秒表。—高渊2012/10/2823:10 谢谢老师啦!——黄禹铭2012/10/3022:46 老师,我想请问一下,模拟题中为什么操作完全正确仍然会发生非正碰的情况?还有,调节平衡时上下两个转轴各是什么用呢?
总有视觉误差吧,很难保证绝对正碰;下边一对转轴调节撞击球的摆动轨迹,上边一对转轴调节撞击球对应于被撞球的位置。—高渊2012/06/2501:27 那实验仪器底盘调节水平是为了保证是平抛运动还是保证是正碰呢?—黄一霏2012/06/2418:57 都保证啊。—高渊2012/06/2501:21 老师请问改变高度由h0到h值,物理过程因数据改变已经不是同一个过程,但是计算损失的能量却用了两个不同过程的数据计算,这算不算是系统误差—陈泓宇2012/09/2423:32 用撞击球上升的高度来计算重力势能,近似得出撞击过程中损失的能量,虽然可能有2个或者更多操作过程,但算重力势能的话就只考虑高度的改变,这个计算不带来系统误差。—高渊2012/09/2510:23 老师,我想说,碰撞打靶中,用于释放撞击球的磁铁,在按下开关后,会不会还对铁球有作用力,而这个阻力对球做的负功应该也算是误差吧,在我看来磁铁能吸住球的磁力应该比较大了,那会不会有较大的误差,如果可以改进,是不是可以改进一下电磁铁的吸放情况,就是按下开关,在足够长的时间里会没有磁力,我相信科学家做这个实验,应该不是用的电磁铁来释放小球吧。—-陈泓宇2012/10/907:32 磁力也就是在释放的一瞬间会对小球有作用力,由此产生的误差肯定会有,但是可以分析到。电磁铁方便啊,可以重复使用操作,原先方法好像是用电热丝烧断连接小球与摆绳的胶带纸。同学们有没有什么好方法建议欢迎提出来,我们可以用以改进实验。—高渊2012/10/1511:09 老师,h应该是以球中心为准的吧?不是底部;还有,设置这么一套装置的意义何在呢?可不可以改进装置,避免调试中出现过大误差?(比如把绳牵引撞击球换成让球从斜槽中自由下落,只要保证对心碰撞即可。)—王靖雯2012/11/1622:36 h0一般建议以底部为准,当然以球心为准也可以啊,只要公式随之而调整,也就是考虑是否加上球的半径而已;这个实验设计的最初目的就是要同学自己调整正碰,看看谁细心、耐心,出现状况能否不急躁找出问题所在;基础物理实验都是验证已知物理规律,能否测得精确的结果不是主要目的,所以不会采用特别精确的仪器,实验中和实验所用仪器允许误差比较大的情况出现,但要求能找出误差和问题所在,从而合理分析和解决问题,这也是实验课对同学能力的主要考核方向。—高渊2012/11/1823:34 老师你好,请问能量损失与两球质量差有什么关系呢?我做的铜球损失最大,其次是铝球,最小的是铁球,但是质量差最大的是铝球啊,貌似找不到什么规律,是不是铜球的数据得到的不对啊?—胡蔚萍2012/11/2721:40 能量损失和两球质量差的关系可以参考思考题6,根据两球质量比的变化,传递的能量和总能量的比值也会不一样,但这是理想情况,本实验中由于还有每次调节碰撞中条件的不同,以及摩擦力不同的影响,所以会出现不同的情况,铝球的数据经常是能量损失比较小的,这些都可以具体分析,数据应该没有问题。—高渊2012/11/2808:52篇三:“碰撞打靶”实验中能量损失的分析
内蒙古科技大学 本科毕业论文
题目:碰撞打靶实验中能量损失分析 学生姓名:xxx 学院:物理科学与技术学院 专业:应用物理 班级:08应物 学号:0809810038 指导教师:xxx 二零 一 二年 五月
摘 要
介绍了碰撞打靶实验仪在力学实验中的应用,对实验中的基本原理,实验中所用到的方法,实验过程等进行了阐述,并对实验中所得到的结论进行了分析,发现了质量不同的撞击球对能量损失的影响,同时也分析了空气阻力、摩擦力、非正碰、非弹性碰撞带来的能量损失,这些问题的分析对以后实验的进行提供了一定的帮助。关键词:
日前,凤凰医院集团顾问徐宝瑞随口告诉记者,集团下属的大连新世纪医院,曾在一年之内换了7位院长。记者不禁愕然。
原来,1999年凤凰医院集团收购了大连钢铁公司职工医院,此前,这家医院已有8个月无法给职工发工资。
医院改名新世纪医院。从非营利性医院转变为营利性医院后第一年,集团先后为这家医院聘用了6位院长,然而这几位院长都因不适应营利性医院对院长管理医院的要求,纷纷落马。
记者问徐宝瑞,这几位院长都曾在公立医院当过院长,为什么到了民营医院就“玩不转”了?
徐宝瑞解释说,他们过去在公立医院使用的都是传统的管理方法,一下子转当民营医院的院长,除了要转换角色外,管理思想和方式也要做极大的调整,否则某些长期在公立医院形成的工作习惯和理念,就会成为民营医院发展的束缚。当时医院刚转制,困难重重。作为一家营利性医院,要求院长必须把自己的命运和医院的发展连在一起。而有位院长的官本位意识挺强,不愿意和职工同甘苦,遇到了大抢救等突发事件,院长只管在电话中下命令,根本不来现场。此外,民营医院的管理非常严格,要求员工不折不扣地遵守医院的各项规定,而有的院长怕管严了之后会和职工有矛盾,明知职工有违章行为,也不敢大胆管,使集团建立的医院管理制度形同虚设。
最主要的问题还在于,营利性医院的院长要时刻考虑医院经营,要使医院的人、财、物合理配置,绝不允许跑、冒、滴、漏。而在几位院长的头脑中根本没有“经营”理念,也不知该从哪里开始经营。所以他们上任后,医院没有任何发展。可他们并不认为自己不称职,当集团说要让他们离任时,有人还反问一句:“为什么解聘我?我觉得我是最好的院长。”
就此问题,记者也采访了大连新世纪医院的现任院长刘业简,他在退休前是大连市某市属大医院的院长。他体会,作为新世纪医院的院长,由于医院实行的是企业化管理,集团已有系统的管理要求,所以管理员工相对容易一些。他告诉记者:“我在这儿才体验到了什么是„炒鱿鱼‟,什么是„今天工作不努力,明天努力找工作‟。医院去年辞退的39位员工,都是违规及不适应营利性医院工作要求的人。而在公立医院,想解聘一个员工基本上不可能。”
让他觉得困难的,就是医院经营。他说:“以前在公立医院,病人会自己找上门来。但我现在不但要用好医院的每一笔钱,还要会筹资用于再发展。我得会推销医院,推销医院的专家和技术,推销我们的服务,推销我们做的公益事业,才可能得到医院想得到的人、财、物。另外,现在集团每年制定的目标都没有实施办法,就要求执行院长具体策划实施。”
现代建筑业施工环境非常复杂,由此导致了处在这种复杂作业环境下的塔吊防碰问题也多样复杂。总的来说,塔吊防碰问题有2类,如图1所示:首先是塔机互碰类。处在同一相互干扰区的塔吊群有吊臂、小车、吊钩、塔身的碰撞可能;其次是本机防碰类。当塔吊临近施工现场存在的各类限制区和障碍物时有碰撞可能。比如,道路是一个无高度限制的内部禁性区,塔吊吊臂和小车不能在道路上方运行;楼宇所在区域是有高度限制的内部禁行区,当小车高度低于楼宇高度时,不能在楼宇所在区域运行。施工现场有时还会规定某个特殊工作区域,要求塔吊只能在区域内部工作。此外,即使处在开阔施工环境,塔吊小车在高速变幅时也有碰撞吊臂顶端和塔吊基座的问题。
下面以最典型的高塔吊小车碰低塔吊吊臂问题为例,简单介绍防碰算法。
如图2(a)所示,当2个高低塔吊存在交叉作业区(两塔吊连心距小于两塔吊吊臂长度之和),并且只有双方塔吊吊臂都工作在交叉区的时候才有碰撞可能。
如图2(b)所示,当同处交叉区的高塔吊小车垂直高度上接近低塔吊吊臂时(高度差h接近某一预设值)碰撞可能进一步加大。
如图2(c)所示,这部分是对满足了图2(b)条件的吊臂小车做水平面内碰撞可能性分析。由于惯性的存在,处在回转过程中的吊臂最终停止的角度位置与制动开始位置存在惯性偏移角β,必须在防碰算法中考虑这个惯性偏移角度。也就是说,实际上代入防碰算法中的角度信息是预估的角度信息,只有这样才能保证最后停止运动的小车吊臂不互相碰撞,这也是风险预估技术的一个体现。出于安全保护的考虑,将塔臂外扩一个半宽r的矩形保护带(图中灰色部分),将小车外扩一个半径r的圆形保护带(图中灰色部分)。当小车到塔臂的距离d小于矩形保护带和圆形保护带距离之和(R+r)时,即有真正的碰撞可能发生。
防碰决策的依据是破坏这种临界碰撞条件,也就是使高度距离h和水平距离d不要在朝危险的方向变化。针对图2(c)的情况,通过切断低塔吊右转,高塔吊小车下绳,小车出运动回路来破坏碰撞条件。
通过分析这种典型的碰撞情况,发现单独一个高度、位移、转角条件的不满足并不是引起碰撞的充分条件,只有他们组合成某种特定关系的时候才会引起碰撞。本塔吊防碰算法充分注意到高度、位移、转角之间的内在联系,从干涉区分析开始,一步步逼近临界碰撞条件,尽可能在碰撞真正即将开始时才进行防碰决策。这样的设计有效的减少了频繁误报警所带来的电机损耗和施工效率降低。由于考虑了惯性因素,所以本塔吊防碰系统在高效性的同时可靠性也得到了保证。
2 防碰系统实施方案
安装在每台塔吊传动机构上的编码器和接近开关将本机塔吊塔臂回转、小车运动、吊钩提升的绝对位置信息、塔臂回转及小车运动的位置矫正信息,经过输入采集单元的信号调理、数字量化、光电隔离,输入终端控制器。其他塔吊的实时状态数据通过无线通信模块接收,并由RS 232接口输入至终端控制器。结合由现场施工人员通过终端控制器的键盘输入设定的模型参数,对本机的12种独立运动方式进行通断判定。决策结果通过光电隔离、继电器控制转化为控制动作,对串入到电机回路的断路器进行控制,以完成塔吊群交叉作业的安全防护工作。同时对塔吊群的实时状态信息及终端控制器的执行动作在屏幕上进行图形化显示,对于临界碰撞风险及时进行声光示警。塔吊群的实时状态信息通过无线通信模块输入到地面控制台的计算机中,完成塔吊群运转情况的地面监测。地面调度人员也能通过虚拟仪器界面对塔吊群的模型参数进行设定,以及对塔吊群进行人工调度。如图3所示。
3 数据采集单元设计
在塔吊的传动系统中,通过电机带动齿轮实现塔吊吊臂回转、小车变幅、吊钩提升功能。为了采集回转角度、小车位移、吊钩高度等参数,必须要能实时检测到齿轮的转向及齿轮转速与位移角度的关系。在塔吊防碰撞系统中必须实时监测塔吊运动状态,这使得数据采集速度和精度都必须跟上塔吊的高速运动状态。
增量式编码器是一种用于测量电机转向和转速的常用传感器器件,它具有分辨率高、响应速度快和输出稳定等特点。这些特点使它非常适合于塔吊数据采集。
增量式编码器发出的2路脉冲是正交的,即2路脉冲为相位差为90o的方波。通过判断2路脉冲的相位关系,就可以获得电机的旋转方向。
编码器的解码方法主要有2种:硬件解码和软件解码。前一种是通过专门的解码芯片来实现,由解码芯片完成鉴相及计数,但是大多数高速解码芯片价格昂贵,不适合产品使用,后一可以通过一定的解码算法实现。由图4增量式光电编码器输出波形可以得出如表1,表2所示的转向状态表。
由状态表可知,在AB两相脉冲在一个周期内都有4种状态00,01,10,11。将前次位置左移两位再或上目前位置计算发现,在一个周期内,如果电机正转则ABAB合成位置01H;反转则ABAB合成位置02H。利用这个特点可实现非常简洁的软件解码。该解码的限制只有采样率一个,CPU采样率愈高,编码器的转速可愈快。
编码器的AB相信号经过光电隔离直接连接在处理器上相邻连个I/O口,根据系统的定时中断以高于4倍频的采样率定期读取I/O值。这样的电路设计充分利用了处理器自有功能,无须外扩任何芯片,符合嵌入式系统集成化、体积小的设计要求。
在本系统设计中采样率为500 Hz,每2 ms产生1个定时中断。由于操作系统的时钟节拍已经设置为1 ms调度1次,为了不使频繁的定时器中断影响系统任务的正常调度,故设置相当于2个时钟节拍的定时中断。基于这个采样率,系统支持的编码器线速必须在125 Hz以下。
此外,由于编码器价格昂贵系统的数据采集也可以通过价格较为便宜的接近开关来完成,其数据采集原理与编码器完全一致。接近开关安装时应保证90°的相位差,并且产生的方波周期应至少8 ms。
整个数据采集过程由定时器中断服务子程序和数据采集任务共同完成,如图5所示。
实时操作系统要求中断服务程序子程序尽可能的短,因此定时器中断服务只做到写计数器,接着由采集任务读计数器值更新采集量。在这里更新的是一个相对增量,所以计数器读完之后要清零。中断与任务共享一个资源,且分别进行读写操作,因此必须对这个共享资源进行保护。此外由于该中断和任务有联系,所以还必须采用同步机制。中断和任务通信,并且需要保护只能采取全局变量的形式。开关中断是最简单,最快的共享资源保护方法。在任务里,读全局变量前先关中断,保证无中断服务子程序写全局变量,清零之后再打开中断。采集量在通信任务、塔吊防碰计算任务和采集任务中也会被同时访问或改写,因此也需要被保护。这里采用互斥信号量来实现。
4 软件设计分析
本塔吊防碰撞系统采用实时动态监测和风险预估技术。为了实现这项技术,对防碰系统的功能作了详细的分析,在硬件支持的条件下设计了如图6所示的应用程序流程图。
由图6可知应用程序的操作并没有一个明确的顺序执行的结构,这在系统建立通信之后得到最明显的体现。系统的数据采集、数据交换、防碰计算都是对实时性要求很高的任务。他们之间无法判断出谁先执行,谁后执行,而且他们在程序运行过程中必须反复执行,要求他们必须是个死循环函数。再者,系统的防碰算法非常复杂,尤其当需同时计算多个塔吊,多种类型的防碰算法时,会占用大量的CPU时间。如果它顺序执行必然严重影响其他任务的实时性。因此,传统的基于前/后台系统的顺序设计程序的方法在这里行不通。系统必须采用由操作系统自动调度的多任务设计方法。
为了使操作员方便的对塔吊防碰系统的操作,系统提供了多个界面用于人机交互。界面功能和说明如表3所示。
本着设计人性化界面原则,对每个界面需要显示的内容、形式、布局作了充分的考虑。以最典型的参数菜单设计为例详细介绍该设计原则。
(1) 塔吊输入参数种类繁多、数目巨大,因此考虑将他们分类显示。菜单式的设计可以充分实现这一点。
(2) 对于属于某个大类的量多参数,需要分级显示,同时告诉操作员参数数目,提示进入下级菜单。通过“?”和反色显示提示操作员此参数正在被设定,设定完恢复正常显示。
(3) 各栏大小布局合理,字体选用美观。
5 远程监控单元设计
塔吊防碰系统远程监控单元主要有2部分功能:
(1) 塔吊参数远程设定。
塔吊安装时进行塔吊固定参数(坐标位置,塔高,桥长等)地面设定并上传至安装在塔吊上的终端设备。由于在塔吊安装初期这类参数时常变动,操作员频繁上下塔吊既增加劳动强度也有一定的危险性,所以远程设定功能大大方便和保护了塔吊操作员。
(2) 塔吊运行状态监测。
操作员可以自由选择对某塔吊群的全局监测和对某一塔吊的个体监测。监测内容包括:工地塔吊群的布局、各塔吊及小车的实时状态,是否有碰撞可能等。通过图表和数字的形式直观再现工地情况,地面监测员一目了然,方便进行工地塔吊的人工调度。
6 系统创新设计
本塔吊防碰撞系统充分考虑施工现场的环境复杂性,从提高系统运行可靠性,可操作性方面实现了以下创新设计。
(1) 故障诊断功能
输入参数越界错误诊断 对于输入参数的明显错误比如小车位移大于臂长、小车高度大于塔高、塔吊标号大于网内塔吊个数等判进行判断,并作出错误提示。
通信故障诊断 当连续1 s接收不到数据时即认为网内通信故障,立即切断所有控制回路,保护塔吊。
非正常关机错误诊断 当系统非正常关机(掉电或未按退出键)时,系统最后运行参数没有保存,下次开机出现参数保存错误提示。
(2) 可靠性设计
定制塔吊群安全模型 为了适用于各种复杂的作业现场,系统向用户开放了绝大多数的系统参数,关键参数如保护距离等为连续可调参数。在塔吊群作业过程中,用户可针对实际需求,权衡作业效率与系统安全的关系,进行各参数的设置,完成塔吊群安全模型的定制。这种灵活的设置方式保证了塔吊防碰系统贴合实际,运行可靠。
动态分区参数存储 为了防止多次擦写存储芯片某一区而使芯片损坏,系统根据存储时间动态更换存储区,大大降低了芯片损坏概率,保证存储可靠。
(3) 人性化设计
直观示警提示 按不同危险级别,声光电组合的方式方便快捷的通知操作工人进行人为干预。尤其是形象化分布的各自由度控制回路指示灯,让操作员一目了然塔吊保护状态。
多功能键盘 键盘设计包含数字键,上下翻页键,确认删除键,以及符合塔吊操作要求的一系列功能键。键位设计合理,方便操作员一键式操作。
摘要:现代建筑工地环境复杂、规模庞大、机械化程度日益增高。建筑塔吊的普遍、高密度使用日显广泛,塔吊的安全越显重要。然而在塔吊防碰撞仍主要依靠司机的人工操作,不仅影响了施工效率,更难以保证塔吊的安全运行。针对上述问题,这里研究了塔吊防碰撞的原理,并采用数字传感、嵌入式处理、远程监控等技术设计一种塔吊防碰撞系统,该系统能够对塔吊之间的碰撞及塔吊与建筑物之间的碰撞进行预警。
关键词:塔吊群,防碰撞,禁行区,建筑工地
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首先,随着人们生活水平的提高,各地区都加大了对教育的投入,在一些经济发达的地区,都把多媒体教学引入课堂,这也成为现代教育发展的趋势。在这种大趋势下,一些学校把使用多媒体教学作为学校发展的一大亮点,把安装多媒体成为学校硬件建设的重要组成部分。那么,多媒体教学在教学中如何应用才是最恰当的?
应该肯定的,是多媒体教学的引入增加了课堂教学的效果。它的使用扩大了学生的视野,增加了教学的容量。如,在政治课堂中运用一些时事漫画把一些枯燥的观点讲述得具体、生动。在历史课堂中应用,可以找一些历史资料、图片或影像,使历史课堂更生动形象,拉近了历史与学生的距离。在数学课堂中使用多媒体讲述几何图形的变换,更为直观。在语文课堂中运用诗词的讲述,可以引人入胜,把学生带入情景。
在看到多媒体教学的优势的同时,我们也要清醒地认识到如何恰当的运用多媒体,发挥它最大的功效。笔者在听历史课《汉与匈奴的和与战》时,教师完全采用用多媒体教学。在讲汉武帝时,放一段汉武大帝的影片引出汉武帝,在讲王昭君时放映王昭君的影片。一堂课下来,完全采用影像和幻灯片的形式,这样的教学内容确实丰富多彩,但也把学生晃得眼花缭乱,且不说一堂课下来学生的眼睛一直盯着屏幕,对眼睛的危害可想而知。如果每堂课都这样高效率的使用多媒体,那么,学生近视的状况确实令人担忧。
此外,我们现在需要探讨的是,在现代教学中是否应该抛弃传统的教学模式,完全采用现代教学手段呢?我认为,传统的教学模式也不能完全抛弃。千百年来,我国教育多采用讲授的方法,从古代大教育家孔子开始以亲身讲学传授知识,到21世纪初教育的一支粉笔、一块黑板的教育模式。古老的教学模式也培养了一代又一代的学子。古人云,言传身教。亲其师,信其道。这种传统的教学模式也是有可取之处的,他是最简单易行的,试问有多少学校的教师只有对外做公开课时采用多媒体教学,平时课堂中大多采用传统的教学模式?还有一些有条件的学校,是否有必要完全使用多媒体呢?笔者认为,恰当地使用多媒体教学促进学习效率的提高。在使用现代教学手段的同时,也不能抛弃传统的教学,两者要相辅相成。那这里就需要掌握一个“度”的问题。在一堂课中为了使难点、重点的知识更容易理解掌握,辅助以多媒体的教学手段。
笔者认为,多媒体教学只是一种教学手段,他就像一本字典,需要解答时应用它,而不能完全依靠他。它可以作为辅助教学的一种方法而非唯一方法。恰当运用多媒体可促进教学,否则会适得其反,事倍功半。
其次,传统教学以教师的“讲”为主,而现代教学倡导以学生的“学”为主。新课程理念中要求教师学会变换角色,在教学中注重学生的感受和接受能力,有些教师上课时一味地讲,把自己的教学任务完成就算结束,也不考虑学生的实际情况。我们教师应该学会转变角色,在传授给学生知识的同时,要教会学生自主学习的方法,让学生主动探究一些问题,并自己找到答案,在这一过程中体味学习的快乐。在教学中,因为学生有着不同的阅历、不同的个性,对课文内容也有着不同的理解和感受,我就特别注意尊重学生独特的想法,不轻易否定学生的想法,还鼓励学生从不同角度、不同的出发点进行多向的理解。只要每位教师能根据教学实际,开动脑筋,定能创设出更新、更有效的方法来,为学生创设良好的自主学习情境。
最后,在现代教学理念中还特别注意强调探究式教学,培养学生的创新能力。这一点我非常赞同。教育家苏霍姆林斯基说:“在人的心灵深处,有一种根深蒂固的需要,就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者,而在儿童的精神世界中,这种需要特别强烈。”只有激活学生的内在动力,使他们主动参与学习,主动探究新知,才能培养他们的创造力。在课堂教学中,教师应该设计一些有启发性、思考性的问题。
总之,在传统教学与现代教学的碰撞中,要互相取长补短,不能盲目地接受新的教学思想而完全抛弃旧的教育理念,要在实际中因地制宜。新课程改革赋予教师新的历史使命。我们要以高度的责任感和使命感树立“以学生发展为本”的教育理念,致力于转变学习方式,培养学生的探究能力和创新精神。
作者简介:李欣,吉林省长春市朝阳区教师进修学校;
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