2024年秋新教科版物理8年级上册 1.3跨学科实践：降落伞 教学课件.pptx

第3节跨学科实践：降落伞第1章走进实验室

任务一认识降落伞降落伞是一种航空工具，主要用于使人或物从空中安全降落到地面。

1.结构常见的降落伞主要由伞衣、伞绳和安全保障装置(如引导伞、背带系统、开伞部件)组成(如图1所示)。

(1)伞衣：是降落伞的主体部分，通常由尼龙或聚酯纤维等柔性织物制成。常见的伞衣的形状有圆形和方形，伞衣的形状设计不仅要考虑空气动力学性能和稳定性，还要考虑材料的密度和强度，以及开伞时的响应时间和安全性。

(2)伞绳：是连接伞衣和背带系统的绳索，通常由高强度的合成纤维制成，以确保在强风或高速下降时保持稳定性。(3)安全保障装置：引导伞用于确保主伞快速打开，背带系统用于确保跳伞者的安全和舒适，开伞部件用于在适当的时候展开降落伞。

2.原理当跳伞者从高空跳下时，降落伞会在适当的时候通过触发器展开。伞衣的展开增加了跳伞者的空气阻力，从而减缓了下降速度。同时，降落伞的形状和稳定性设计确保跳伞者能够安全、平稳地降落到地面。

3.类型(1)人用降落伞：包括救生伞、训练伞、跳伞运动员使用的竞赛伞等。这些降落伞的设计考虑了人体重量、舒适性和安全性等因素。(2)物用降落伞：用于空投物资、回收飞行器等。这些降落伞通常具有较大的伞面和更高的强度，以应对更大的重量和更高的速度。

知识储备降落伞的用途(1)军事领域：降落伞是空降兵作战和训练的重要装备，也是飞行员和机组人员的救生装备。(2)体育运动：跳伞运动是降落伞在体育运动领域的主要应用。跳伞运动员通过操纵降落伞，进行各种方法表演和比赛。(3)科研和航空航天：在科学研究和航空航天领域中，降落伞被用于空投实验器材、回收太空舱等任务。(4)民用领域：在一些极限运动、娱乐活动和应急救援中，降落伞也发挥着重要作用。知1－讲

任务二实验探究：影响降落伞飞行时间的因素1.问题降落伞的飞行时间与什么因素有关呢？通过阅读新闻，同学们知道，神舟十七号降落时使用的降落伞伞衣为圆形，伞衣的面积相当于3个篮球场。再结合生活经验，同学们猜想：降落伞的飞行时间可能与降落伞的伞衣的形状、伞衣的面积、伞绳长度、降落伞的总质量和降落的高度等因素有关。

深度理解问题是指初步具有科学探究意识，能在学习和日常生活中发现问题，提出较为合理的猜测和假设。知1－讲

2.证据(1)设计并进行实验因为猜想影响降落伞的飞行时间的因素有多个，所以设计实验时要逐个考查其中一个因素对所研究问题的影响，同时保持其他因素不变，这种研究方法叫作控制变量法。这里的“变量”是指影响所研究问题的因素。

如在本实验探究中，所研究的问题是降落伞的飞行时间，变量则包括伞衣的形状、伞衣的面积、伞绳长度、降落伞的总质量和降落的高度。因此，本实验可以分解为以下五个实验：

实验一：探究降落伞的飞行时间与伞绳长度是否有关？实验时，需要控制伞衣的形状、伞衣的面积、降落伞的总质量和降落的高度不变，只改变伞绳长度。实验二：探究降落伞的飞行时间与伞衣的形状是否有关？实验时，需要控制伞衣的面积、伞绳长度、降落伞的总质量和降落的高度不变，只改变伞衣的形状。

实验三：探究降落伞的飞行时间与伞衣的面积否有关？实验时，需要控制伞衣的形状、伞绳长度、降落伞的总质量和降落的高度不变，只改变伞衣的面积。实验四：探究降落伞的飞行时间与降落的高度是否有关？实验时，需要控制伞衣的形状、伞衣的面积、伞绳长度、降落伞的总质量不变，只改变降落的高度。

实验五：探究降落伞的飞行时间与降落伞的总质量是否有关？实验时，需要控制降落伞的伞衣的形状、伞衣的面积、伞绳长度和降落的高度不变，只改变降落伞的总质量。

深度理解证据是指初步具有设计探究方案和获取证据的能力，能实施探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息。知1－讲

(2)记录数据，收集证据根据实验需要记录的项目设计表格，进行实验并记录实验数据，如下表所示。

实验序号伞绳长度伞衣的形状伞衣的面积降落的高度降落伞总质量降落伞的飞行时间11m圆形0.5m23m20g3.67s21m圆形1m23m20g5.82s31m圆形1m23m30g4.91s41m正方形1m23m20g5.81s51.5m正方形1m23m20g5.83s61.5m正方形1m26m20g9.24s

注意◆控制变量法是物理实验探究活动中最基本的研究方法之一。◆控制变量法中的“变量”就是那些会影响(或人们觉得可能会影响)这个问题的因素，这些因素可能是正确的，也可能是不正确的。◆控制变量法就是研究两个量之间的关系时，控制其他量不变。知1－讲

(3)正确选择和使用测量工具在实验前，需要测量伞衣的面积、伞绳的长度、降落的高度以及降落伞的总质量；实验时，需测量降落伞的飞行时间。因此，需要的测量工具有刻度尺、托盘天平和机械秒表。正确选择