第三課 杠桿類工具的研究

第四課輪軸的秘密【教學(xué)目標】科學(xué)概念：認識在輪軸的輪上用力能夠省力，輪越大越省力；在軸上用力費力。過程與方法：通過在大小差別更大的輪軸上掛重物的實驗分析，認識輪越大越省力。情感、態(tài)度、價值觀：積極了解輪軸在生活中的應(yīng)用，發(fā)展研究簡單機械的興趣?！窘虒W(xué)重點】通過實驗了解輪軸作用和輪的大小對輪軸作用的影響【教學(xué)難點】輪的大小對輪軸作用的影響?！窘虒W(xué)準備】大螺絲刀1把、閥門式水龍頭一個；每組鉤碼1盒、2段棉線、1個鐵架臺、1個大輪、1個小輪、一個軸（簡易機械盒）【教學(xué)過程】一、導(dǎo)入新課水龍頭是我們每家每戶都有的一種工具，他能有效控制水的流量。我請一位同學(xué)來擰開這個水龍頭；（出示閥門式水龍頭）出示水龍頭圖片，并指出軸、輪所在位置；像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起，可以轉(zhuǎn)動的機械，叫做輪軸。二、輪軸作用的研究1、設(shè)計家在設(shè)計水龍頭的時候都是有一定目的的，那么水龍頭上的輪有什么作用呢？（學(xué)生嘗試回答）2、請學(xué)生嘗試擰開去掉輪的水龍頭，然后說一說輪的作用。3、用一個輪軸裝置來研究輪軸的作用。實驗操作：（1）把一些大小不同的輪和軸分別固定在一起，安裝在支架上，在輪和軸的凹槽內(nèi)裝上棉線，把鉤碼分別掛在輪和軸上，試試看，能發(fā)現(xiàn)什么？（2）學(xué)生分組實驗并做好實驗記錄（書本P10），這里主要培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同分工能力。小組成員匯報數(shù)據(jù)，并進行交流和思考，發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？（掛在輪上的鉤碼更少，證明在輪上用力能省力）輪軸作用的運用（小游戲）：猜猜勝者是誰？請幾對同學(xué)上臺來進行游戲。一個同學(xué)握住螺絲刀柄，一個同學(xué)握住螺絲刀軸，2人按不同方向轉(zhuǎn)。三、輪的大小對輪軸作用的影響。剛才我們通過實驗和游戲了解了在輪軸的輪上用力是比較省力，那么如果軸固定不變，把輪換大些會怎么樣呢？（請學(xué)生進行大膽推測）示范操作實驗：把更大的輪和軸（不變）固定在一起，先在軸的棉線上掛3~5個鉤碼，然后請學(xué)生嘗試在輪上加鉤碼，使輪上的鉤碼剛好能拉起軸上的重物。在小組內(nèi)開展實驗活動，用不同大小的輪和軸進行實驗，并請學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)，填入書本（P11）的表格內(nèi)。交流討論數(shù)據(jù)表，說說你是按什么順序進行收集數(shù)據(jù)的？你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？（按輪從小到大或從大到小的順序進行實驗，然后進行對比；發(fā)現(xiàn)輪越大，越省力，輪越小，越費力的規(guī)律）四、鞏固與應(yīng)用1、找一找，說一說在我們的生活中還有哪些地方應(yīng)用輪軸？說說它們給我們的工作和生活帶來了那些方便。2、這些輪軸的作用是什么？他們是省力的還是費力的？（方向盤、轱轆、門把手、扳手、牛頓盤）其中牛頓盤在旋轉(zhuǎn)時是擰軸，屬于費力的輪軸?？茖W(xué)知識：認識定滑輪和動滑輪組合在一起構(gòu)成滑輪組，滑輪組能夠改變力的方向，而且可以成倍地省力。過程與方法：結(jié)合對滑輪組的研究，解釋起重機的工作原理。情感態(tài)度價值觀：能積極參與科學(xué)實驗和游戲活動并與同學(xué)友好地合作研究?！窘虒W(xué)重點】用實驗研究探究定、動滑輪的作用。【教學(xué)難點】認識起省力的大小關(guān)系和規(guī)律?！窘虒W(xué)準備】鐵架臺、線、滑輪、鉤碼【教學(xué)過程】一、導(dǎo)入新課提問導(dǎo)入：不管是在城市還是在家村，都有許許多多的建筑工地，參觀這些忙碌的建筑工地，我們會有很多的發(fā)現(xiàn)。（學(xué)生自由表述自己所看見的，并說說自己有些什么問題）起重機是怎樣把那么重的物體送到高空去的呢？二、研究滑輪組的作用滑輪組的定義引入原來，起重機內(nèi)發(fā)揮作用的是滑輪組，那么什么是滑輪組呢？（把動滑輪和定滑輪組合在一起使用，就構(gòu)成了滑輪組。）觀察結(jié)構(gòu)圖P14，理解滑輪組的構(gòu)造。實驗探討簡單滑輪組的作用。小組合作組裝一個最簡單的滑輪組。試用這個最簡單滑輪組吊起一個1000克的重物需要多在的力？請學(xué)生猜想，學(xué)生分組實驗，分別用這個滑輪組吊起不同重量（學(xué)生自己定）的重物，并和直接吊起該重物的力比較，能發(fā)現(xiàn)什么？（實驗要求：1、明確分工。2、擬定實驗計劃草案后實行。3、進行實驗并作好實驗記錄。4、匯報交流，說說有一個動滑輪的滑輪組的作用。（在這里可能會出現(xiàn)重物比較輕的時候省力效果不明顯，但隨著重物的增加，省力效果越明顯，越趨向于省一半的力）3、實驗探討有2個動滑輪的滑輪組的作用。（1）提出疑問：如果增加滑輪組的數(shù)量，（例如用2個動滑輪和2個定滑輪），用力大小會怎么變化？（2）用與前面實驗相同的方法進行實驗，記錄實驗情況，并分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。三、游戲體驗小個子戰(zhàn)勝大力士：游戲規(guī)則見教材P151）出示游戲器材，找2個大個子學(xué)生和一個小個子學(xué)生