自从帕特·manbetx中国康茨24年前开始在怀俄明州高中任教以来,数据收集技术一直是他物理和AP物理课程的重要组成部分。随着时间的推移,技术已经发生了变化,康兹继续寻找创新的方法,通过实际操作,技术增强的实验来吸引他的学生。

“我被聘用的第一年,我的学校就购买了一套游标通用实验室接口的实验室,”Counts说。“从一开始,数据收集技术就一直是我教学的重要组成部分。manbetx中国我一直在寻找将技术整合到实验室的新方法,帮助学生在学习物理概念的同时建立现实世界的联系。”

学生工作
康茨的学生们建造他们的火箭来帮助探索力和运动原理。

开始

学校的AP物理C课程的一个主要主题是力和运动之间的联系,因此康茨实施了一个为期一年的水火箭项目,向学生们教授这个概念及其许多方面。

在秋季,作为对力和运动的介绍,学生们用两升的瓶子建造火箭,加水和压缩空气,发射容器,并通过测量最大高度和在空中停留的时间来评估发射性能。

瓶子火箭发射
学生们一起记录每次火箭发射的运动数据。

“对于学生来说,用复杂的物理学来指导他们的设计还为时过早,所以他们只是按照自己认为合适的方式来建造火箭,”康茨说。“这为我们提供了一个共同的基线经验,当我们在一年中更深入地研究物理学时,我们可以谈论和借鉴。”

随着时间的推移,学生们开始写作Python®模拟火箭运动的程序,重点是推力和重力。“编程是一项非常重要的技能。这种练习不仅能让学生获得编程经验,有时还能让一个对编程有着隐秘热情的安静学生突然成为需要帮助的人,”Counts说。

掌握运动概念

在学习了旋转动力学之后,学生们会重新审视他们的火箭,并对火箭的翼片进行调整以确保稳定性。然后,他们准备深入研究一种此前一直被忽视的现象——空气阻力或阻力。

孔茨说:“水火箭项目帮助学生在经历工程设计过程的同时,真正对阻力有了更全面的理解。”“虽然很多学生都知道在空气中运动的物体会受到阻力,而这种阻力取决于物体运动的速度,但空气阻力并不是阻力的唯一例子。”

滚珠轴承
学生观察玉米糖浆中的滚珠轴承,以模拟阻力
游标视频分析
然后学生使用游标视频分析对数据进行分析。

在这段时间里,学生们通过观察球轴承在玉米糖浆中下落来检查粘性流体的运动。学生们录下这一过程的视频,并使用游标视频分析®应用程序收集和分析位置与时间数据。他们还使用日志记录器®软件绘图阻力与速度,并确定变量之间的关系。

康茨说:“学生们能够看到玉米糖浆中的阻力与速度成正比。”“如果不经过视频分析过程,学生们就很难发现这一点。”

为了进一步了解阻力,学生们将咖啡过滤器扔在一个游标运动检测器然后推测跳伞运动员是如何移动的。学生们在各种试验中分析位置、速度和加速度,并将它们与他们的预测进行比较。

“我们能够讨论的意义的斜率的最佳拟合线,Logger适用于我们的阻力与速度数据,”Counts说。“这一次,他们发现空气中的阻力与速度的平方成正比。”

启动时间

作为该项目最后一个单元的一部分,学生们使用他们所学到的关于阻力的知识来修改他们的Python程序,以模拟两升瓶装水火箭的运动,包括添加代码来考虑空气阻力。然后,在AP考试结束后,学生们用他们的程序优化和重建他们的火箭,然后发射它们,这是一个有趣的期末活动的一部分。

“我的学生真的很喜欢发射他们的火箭——这是一个奇观!当发布会按计划进行时,学生们欢呼雀跃,他们笑着从意想不到的惊喜中学习。我总是如此印象深刻和着迷,因为他们提出了我从来没有想到的设计理念。——帕特·康茨

关于教育者

帕特数
怀俄明高中
怀俄明州,哦

Pat Counts在怀俄明高中24年了。他在这所高中主要教初中生和高中生。帕特积极在推特上发布他的实验,可以在下面关注@Misterfizzx