摘要：本设计的内容主要包括五个方面:一是机器人在生产.生活中的应用,二是机器人的相关知识,三是模块机器人的构成,四是模块机器人的实验探究,五是生活中自动控制电路的设计. 本设计的基本思路是:学生分组.在教师的指导下根据总课题“自动控制和模块机器人 提出系列性问题或子课题.然后通过自主学习.查找资料.交流讨论.探究实验解决问题.最后进行小结.交流和评价. 本设计要突出的重点是:模块机器人的构成和模块机器人的实验探究.方法是:通过子课题3的研究.了解传感器.控制器.执行器.模块电路.模块机器人等相关知识,通过子课题4的研究.利用模块机器人动手体验三个模块的功能及其关系.进一步熟悉模块机器人的使用方法. 本设计要突破的难点是:运用模块化设计方法设计生活中简单的自动控制电路.方法是:利用“模块机器人 提供的器材.也可以利用其它实际的器材设计出有一定价值和可行性的“自动控制电路 或“智能机器人 .感受模块化设计思想.进一步加深理解三个模块的功能及联系. 本设计重视培养学生获取.搜集.处理.表达信息的能力以及实验探究.创造发明的能力. 完成本设计的教学任务需3课时.
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伽利略设想了一个理想斜面试验．该实验的内容主要包括以下几点：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面，斜面越光滑，小球上升的高度越接近原来的高度
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它水平，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动．请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列： ．其中 是事实， 是猜想和推论．（只要写序号）
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①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面，斜面越光滑，小球上升的高度越接近原来的高度
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它水平，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动．请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列：
I、伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了他的猜想．某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案，设计了如下实验，探究物体沿斜面下滑的运动．
①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量
②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据
③本实验的误差主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于：
II、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．
金属丝（L）长度为L0直径为D
电流表（A1）量程10mA内阻r1=40Ω
电流表（A2）量程500μA内阻r2=750Ω
电压表（V）量程10V内阻10kΩ
电阻（R1）阻值为100Ω起保护作用
滑动变阻器（R2）总阻值约20Ω
电池（E）电动势1.5V内阻很小
开关（S）
导线若干
（1）在图2 所示的方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．
（2）若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ=
，式中各符号的意义是
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①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量
时间
时间
的．②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据
在实验误差范围内，
是一常数
| s |
| V2 |
在实验误差范围内，
是一常数
，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．| s |
| V2 |
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| s/m | 4.5 | 3.9 | 3.0 | 2.1 | 1.5 | 0.9 | 0.3 | ||
| V/mL | 90 | 84 | 72 | 62 | 52 | 40 | 23.5 | ||
|
5.6×10-4 | 5.5×10-4 | 5.8×10-4 | 5.5×10-4 | 5.6×10-4 | 5.6×10-4 | 5.4×10-4 |
斜面摩擦不均匀，水量测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步，滑块停止下滑和停止流水不同步等
斜面摩擦不均匀，水量测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步，滑块停止下滑和停止流水不同步等
（只要求写出一种）．II、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．
金属丝（L）长度为L0直径为D
电流表（A1）量程10mA内阻r1=40Ω
电流表（A2）量程500μA内阻r2=750Ω
电压表（V）量程10V内阻10kΩ
电阻（R1）阻值为100Ω起保护作用
滑动变阻器（R2）总阻值约20Ω
电池（E）电动势1.5V内阻很小
开关（S）
导线若干
（1）在图2 所示的方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．
（2）若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ=
| πD2(I2r2-I1r1) |
| 4L0I1 |
| πD2(I2r2-I1r1) |
| 4L0I1 |
I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径
I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径
．（1）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了他的猜想．某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案，设计了如下实验，探究物体沿斜面下滑的运动．
①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量
②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据
③本实验的误差主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于：
（2）图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻．当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2．
①根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=
-
-
．
②根据图甲所给出的电路，在图乙的各器件实物图之间画出连接的导线．
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①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量
时间
时间
的．②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据
在实验误差范围内，
是一常数
| s |
| V2 |
在实验误差范围内，
是一常数
，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．| s |
| V2 |
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| s/m | 4.5 | 3.9 | 3.0 | 2.1 | 1.5 | 0.9 | 0.3 | ||
| V/mL | 90 | 84 | 72 | 62 | 52 | 40 | 23.5 | ||
|
5.6×10-4 | 5.5×10-4 | 5.8×10-4 | 5.5×10-4 | 5.6×10-4 | 5.6×10-4 | 5.4×10-4 |
斜面摩擦不均匀，水量测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步，滑块停止下滑和停止流水不同步等
斜面摩擦不均匀，水量测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步，滑块停止下滑和停止流水不同步等
（只要求写出一种）．（2）图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻．当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2．
①根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=
| E |
| I2 |
| E-U1 |
| I1 |
| E |
| I2 |
| E-U1 |
| I1 |
②根据图甲所给出的电路，在图乙的各器件实物图之间画出连接的导线．
I、伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了他的猜想．某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案，设计了如下实验，探究物体沿斜面下滑的运动．
①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量______的．
②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据______，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．
③本实验的误差主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于：______（只要求写出一种）．
II、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．
金属丝（L）长度为L直径为D
电流表（A1）量程10mA内阻r1=40Ω
电流表（A2）量程500μA内阻r2=750Ω
电压表（V）量程10V内阻10kΩ
电阻（R1）阻值为100Ω起保护作用
滑动变阻器（R2）总阻值约20Ω
电池（E）电动势1.5V内阻很小
开关（S）
导线若干
（1）在图2 所示的方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．
（2）若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ=______，式中各符号的意义是______．
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①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量______的．
②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据______，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| s/m | 4.5 | 3.9 | 3.0 | 2.1 | 1.5 | 0.9 | 0.3 |
| V/mL | 90 | 84 | 72 | 62 | 52 | 40 | 23.5 |
 | 5.6×10-4 | 5.5×10-4 | 5.8×10-4 | 5.5×10-4 | 5.6×10-4 | 5.6×10-4 | 5.4×10-4 |
II、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．
金属丝（L）长度为L直径为D
电流表（A1）量程10mA内阻r1=40Ω
电流表（A2）量程500μA内阻r2=750Ω
电压表（V）量程10V内阻10kΩ
电阻（R1）阻值为100Ω起保护作用
滑动变阻器（R2）总阻值约20Ω
电池（E）电动势1.5V内阻很小
开关（S）
导线若干
（1）在图2 所示的方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．
（2）若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ=______，式中各符号的意义是______．
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（1）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了他的猜想．某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案，设计了如下实验，探究物体沿斜面下滑的运动．
①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量______的．
②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据______，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．
③本实验的误差主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于：
______（只要求写出一种）．
（2）图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻．当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2．
①根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=______．
②根据图甲所给出的电路，在图乙的各器件实物图之间画出连接的导线．
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①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量______的．
②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据______，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| s/m | 4.5 | 3.9 | 3.0 | 2.1 | 1.5 | 0.9 | 0.3 |
| V/mL | 90 | 84 | 72 | 62 | 52 | 40 | 23.5 |
 | 5.6×10-4 | 5.5×10-4 | 5.8×10-4 | 5.5×10-4 | 5.6×10-4 | 5.6×10-4 | 5.4×10-4 |
______（只要求写出一种）．
（2）图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻．当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2．
①根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=______．
②根据图甲所给出的电路，在图乙的各器件实物图之间画出连接的导线．
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