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费力杠杆
四、思考问题
为什么在有些地方人们要使用不省力的杠杆?
使用这种杠杆可以带来什么好处?
五、课堂小结
通过我们的学习,请同学们把学到的知识联系生活中的要求进行使用。
并想一想那些用的是省力杠杆,哪些用的不省力杠杆?
第二课
杠杆的平衡
【教学目标】
科学概念:
认识理解杠杆有3个点:
用力点、支点、阻力点。
有的杠杆能省力,有的杠杆不省力,有的杠杆不省力也不费力。
过程与方法:
用杠杆尺做实验、收集并整理数据,分析认识杠杆省力、费力和不省力不费力的规律。
情感态度价值观:
体会到收集数据的重要意义,并意识到互相合作的重要性。
【教学重点】对杠杆尺进行研究
【教学难点】对数据的整理和分析
【教学准备】
杠杆尺、钩码、记录纸(学生);
杠杆类和非杠杆类工具3~5种。
【教学过程】
一、导入新课
活动:
请问我们班有没有“大力士”,谁能帮我把讲台抬起来,我的一枝笔掉到桌子地下去了。
(请同学们推荐“大力士”上来抬讲台)
哎,讲台实在太重了,搬不动,能不能利用工具来帮助我们做这件事?
用吊机吊、把桌子撬翻、用滑轮吊……(请学生出谋划策)
二、认识杠杆
1、今天,老师介绍给大家一种非常简单的却能很轻松地完成工作的工具——杠杆。
什么是杠杆?
——在一根棍子的下面放一个支撑的物体,就可以用它撬起重物,人们常把这样的棍子叫撬棍。
而今天我们科学地把像撬棍这样的简单机械称为“杠杆”。
2、示范用杠杆撬讲台。
3、板书分析杠杆的各个部分名称和定义。
阻力点
用力点
支点
杠杆上有三个重要的位置:
支撑着杠杆,使杠杆能围绕着转动的位置叫支点;
在杠杆上用力的位置叫用力点;
杠杆克服阻力的位置叫阻力点。
4、出示P4的两张图片:
压水井、跷跷板。
请大家在上面画一画,他们的三个点分别在什么位置
5、在展台底下进行反馈交流。
6、分辨杠杆
观察P4P5的这些工具,说说哪些是杠杆,哪些不是杠杆?
并说明理由(找一找三点)
学生自己体验杠杆尺的组成及变化。
三、研究杠杆的秘密
1、
刚才我们用杠杆轻松地撬起了讲台,那是不是所有的杠杆都是省力的呢?
(学生一般认为都是省力的,教师在课堂上举例费力的事件)
让我们用杠杆尺这个工具,来帮助我们更好地进行研究。
2、
对杠杆尺的构造进行介绍和使用方法
3、
教师问题的提出:
如果我在杠杆尺的左边第四格挂上一个钩码,要使杠杆尺保持平衡,我应该在杠杆尺的右边什么位置挂上几个钩码?
(请同学上台来试一试,并说说你是怎么想的)
4、
还有其他方法吗?
5、
老师刚才是在左边第四格挂了一个钩码,还可以怎么挂?
那么右边又应该在什么位置挂几个钩码才能使杠杆尺平衡呢?
请大家在小组内合作开展实验,并且把数据记录在P6上的表格内。
完成实验之后再把实验数据进行统计:
省力情况有(
)种,费力情况有(
)种;
不省力也不费力情况有(
)种。
6、
对所有的数据进行观察和分析。
1)
在什么情况下,杠杆省力?
2)
在什么情况下,杠杆费力?
3)
在什么情况下杠杆不省力也不费力?
7、
教师进行总结:
省力、费力、不省力不费力各情况的比较和分析。
四、收集数据步骤的反思
我们是按怎样的方法步骤收集数据的?
哪种方法更合理?
五、全课小结
滑轮、轮轴与齿轮
第一课时:
滑轮
【教学目标】
知道定滑轮固定在一个地方,不能随着物体的移动而移动。
知道动滑轮不固定,可以随着重物的移动而移动。
了解定滑轮和动滑轮的作用不相同。
通过自行设计实验方案来研究定滑轮是否省力、定滑轮和动滑轮的不同作用。
情感、态度、价值观:
意识到定滑轮和动滑轮的不同作用,发展探究简单机械的兴趣。
【教学重点】认识滑轮的工作原理。
【教学难点】通过实验来认识其工作原理。
【教学准备】铁架台、滑轮、钩码、线、测力计、实验计划表
【教学过程】
一、激趣导入新课
1、播放学校早晨升国旗的过程,并提问:
“升旗的时候,我们的队员是往下拉绳子,为什么国旗就往上升上去了呢?
”(学生回答:
因为旗杆顶部有一个轮子)
2、概念引入:
像旗杆顶部的滑轮那样,固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做定滑轮。
二、研究旗杆顶部的滑轮
1、
请同学们小组合作做一个定滑轮,模拟升旗的情形,并思考:
当我们利用定滑轮提升重物时,需要向什么方向用力?
这说明定滑轮有什么作用?
2、根据学生回答进行引导“定滑轮是否具有省力作用”(一般情况下,学生已习以为常地认为我们所学的工具都具有省力作用)
3、请同学们自行设计研究定滑轮是否能省力的实验方案。
(提供实验设计方案表)
要研究的问题
定滑轮是否能省力
预测
是()否()
要改变的条件
不要改变的条件
实验设计(可附图)
4、小组合作进行实验,并记录下研究的数据。
左边钩码个数
右边钩码个数
定滑轮的状态
我们的发现
5、全班内进行交流汇报。
小结:
定滑轮的作用是可以改变力的方向,但不能省力。
三、会移动的轮子
出示塔吊的滑轮图,并问:
“这个滑轮是定滑轮吗?
”
2、
认识动滑轮的定义。
3、
请学生通过小组合作,安装一个动滑轮。
并思考:
“动滑轮有什么作用?
4、
在提升重物时,我们需要向什么方向用力?
这说明定滑轮能否改变用力方向?
5、
用测力计研究动滑轮是否具有省力作用。
1)学习使用测力计,认识力的单位:
牛顿。
并进行巩固练习,拉出3N、5N的力。
2)教师示范用测力计测量将重物不通过动滑轮提升时的重力度数;
示范用测力计测量将重物通过动滑轮提升时的重力度数。
3)请学生小组合作用测力计按顺序分别测量不同个数(1~5个)的钩码直接提升的重力读数和用动滑轮提升重物的重力读数,并把实验结果填写在P13的表格内。
并比较表内数据,发现了什么?
4)全班内进行交流动滑轮能否省力?
能省多少力?
四、比较定滑轮和动滑轮的作用的不同
五、想一想:
定滑轮和动滑轮的作用有这么大的不同,那么我们在什么情况下使用定滑轮,什么情况下使用动滑轮?
第二课时
轮轴
认识在轮轴的轮上用力能够省力,轮越大越省力;
在轴上用力费力。
通过在大小差别更大的轮轴上挂重物的实验分析,认识轮越大越省力。
积极了解轮轴在生活中的应用,发展研究简单机械的兴趣。
【教学重点】通过实验了解轮轴作用和轮的大小对轮轴作用的影响
【教学难点】轮的大小对轮轴作用的影响。
【教学准备】大螺丝刀1把、阀门式水龙头一个;
每组钩码1盒、2段棉线、1个铁架台、1个大轮、1个小轮、一个轴(简易机械盒)
一、导入新课
水龙头是我们每家每户都有的一种工具,他能有效控制水的流量。
我请一位同学来拧开这个水龙头;
(出示阀门式水龙头)
出示水龙头图片,并指出轴、轮所在位置;
像水龙头这样,轮子和轴固定在一起,可以转动的机械,叫做轮轴。
二、轮轴作用的研究
1、设计家在设计水龙头的时候都是有一定目的的,那么水龙头上的轮有什么作用呢?
(学生尝试回答)
2、请学生尝试拧开去掉轮的水龙头,然后说一说轮的作用。
3、用一个轮轴装置来研究轮轴的作用。
实验操作:
(1)把一些大小不同的轮和轴分别固定在一起,安装在支架上,在轮和轴的凹槽内装上棉线,把钩码分别挂在轮和轴上,试试看,能发现什么?
(2)学生分组实验并做好实验记录(书本P10),这里主要培养学生的协同分工能力。
4、小组成员汇报数据,并进行交流和思考,发现了什么规律?
(挂在轮上
的钩码更少,证明在轮上用力能省力)
5、轮轴作用的运用(小游戏):
猜猜胜者是谁?
请几对同学上台来进行游
戏。
一个同学握住螺丝刀柄,一个同学握住螺丝刀轴,2人按不同方向转。
三、轮的大小对轮轴作用的影响。
刚才我们通过实验和游戏了解了在轮轴的轮上用力是比较省力,那么如果轴固定不变,把轮换大些会怎么样呢?
(请学生进行大胆推测)
示范操作实验:
把更大的轮和轴(不变)固定在一起,先在轴的棉线上挂3~5个钩码,然后请学生尝试在轮上加钩码,使轮上的钩码刚好能拉起轴上的重物。
在小组内开展实验活动,用不同大小的轮和轴进行实验,并请学生记录实验数据,填入书本(P11)的表格内。
交流讨论数据表,说说你是按什么顺序进行收集数据的?
你发现了什么规律?
(按轮从小到大或从大到小的顺序进行实验,然后进行对比;
发现轮越大,越省力,轮越小,越费力的规律)
四、巩固与应用
1、找一找,说一说在我们的生活中还有哪些地方应用轮轴?
说说它们给我们的工作和生活带来了那些方便。
2、这些轮轴的作用是什么?
他们是省力的还是费力的?
(方向盘、轱辘、门把手、扳手、牛顿盘)其中牛顿盘在旋转时是拧轴,属于费力的轮轴。
第三课时:
齿轮
【本课教学目标】
1.在做齿轮的过程中,体验合作与交流的愉快,增强发现问题,解决问题的能力。
2.在研究齿轮作用的过程中,学会设计和制定实验方案,并养成做好实验记录的习惯。
3.探究齿轮这种简单机械的作用,了解使用齿轮能传递动力、改变力的方向及改变转动速度。
【活动过程描述】
一 谈话导入
同学们,这节课,老师带来了几个模型,知道是什么吗?
看来大家对齿轮并不陌生。
那位同学来说一说,哪里用到了齿轮?
实际上,齿轮在生活中的应用非常广泛,它和杠杆、滑轮、轮轴、斜面一样,也属于简单机械。
那作为简单机械的齿轮在工作中会起到哪些作用呢?
同学们可以根据自己的经验来猜一猜。
【学生在生活中,或多或少的都见过齿轮,对齿轮的作用也有一定的了解,尽管不全面,也不够准确,但这样的导入能唤起学生对齿轮这一事物的思考,为下一步活动做准备。
】
二 探究活动一:
做齿轮,感受齿轮的特点
1.激发做齿轮的兴趣。
齿轮究竟有什么作用呢?
老师认为,只要你们做个齿轮模型体验体验齿轮的特点,再利用它来研究研究,就能把这个问题解决,你们能行吗?
【孩子们最喜欢动手操作,为学生提供动手的机会和平台,让学生亲自体验做齿轮的过程,目的是让学生在制作过程发现齿轮的特点,为齿轮作用的探究过程提供最直按的经验。
2.学生动手做齿轮。
学生进行做齿轮的活动。
(教师在结束前1分利用课件上的小闹钟加以提示,让学生树立时间观念)
3.转动自制齿轮,初步感受齿轮的特点。
请同学们互相配合,把你们的小齿轮组合起来,转一转,看有什么发现?
学生把齿轮在泡沫板上进行固定、组装,并进行操作与观察,谈自己发现。
【学生制作的小齿轮普遍存在不够圆、齿不均匀,齿轮组合在一起时,相邻的两个齿轮不能互相咬合,个别同学还会存在固定齿轮时轴没有插在圆心上的问题,同时呈现用于做齿轮的材料也不够坚硬与结实等一系列问题。
目的是通过此交流过程,让学生自己发现和意识到制作中出现的一些问题都会影响齿轮的正常工作。
同时体会到正常工作的齿轮应具备的基本条件。
三 探究活动二:
利用齿轮模型探究齿轮的作用
1.设计研究方案。
齿轮究竟有哪些作用呢?
现在,我利用自制的齿轮模型,也可以借助老师提供的齿轮模型来研究。
你们准备怎样组装齿轮进行研究呢?
学生在小组内交流,并汇报研究方案。
【为了避免研究的盲目性,保证探究的效果,有必要让学生在实验前对实验方法进行设想。
2.探究齿轮的作用。
下面请同学们按照刚才设想的方法去研究,在研究过程中,要注意做好实验记录。
(教师为学生提供实验报告单)
“齿轮作用的研究”实验记录单
组装方法
我的发现
其他小组的发现
学生做实验,并认真填写记录单。
3.汇报研究发现。
请各个小组汇报各自的研究和发现,同时还要注意把兄弟小组的研究与本组做对比,记录有价值的发现。
①学生汇报自己小组的发现。
②根据小组的发现,结合其他小组的发现,再次分析实验结果,得出实验结论。
学生汇报自己的研究发现,教师进行适时点拨,引导学生总结出齿轮的作用。
(适时板书:
传递力、改变转动方向、改变转动速度)
【学生实验的同时,教师将实验中的观察记录作为指导重点,目的是让学生注意观察实验现象,搜集观察实验中的大量信息,以便为学生互相交流、归纳结论提供事实依据。
汇报中,引导学生注意倾听,同时提醒学生要注意记录、积累别的小组的发言,体现合作交流的学习理念。
通过刚才的研究,我们不仅知道了齿轮能传递力,还发现了它能改变转动的速度和运动的方向。
四 拓展活动:
创新设想
1.学以致用,科学猜想。
(出示一个钟表)同学看,这是一块普通的钟表,它的里面就有齿轮,齿轮的转动带动了钟面上的指针。
请同学们想一想,要保证时针、分针、秒针向同一个方向也就是顺时针转动,你认为至少要有几个齿轮?
它们是怎样组合的?
学生根据自己的理解发表意见。
【这一问题,学生的意见可能各不相同,教师不给予肯定与否定,让学生自由发表自己的见解,在回答中互相启发,碰撞思维的火花。
这一设计的目的是将学生探究出的齿轮的作用在实际中进行应用。
加深学生对齿轮的作用的认识,同时也渗透了培养学生善于用掌握的科学知识分析、解决实际问题的能力,使学生意识到科学服务于生活。
2.引出新问题,拓展延伸到课外探究。
钟表里究竟有几上齿轮?
它们到底是怎样组合的?
又是怎样工作的呢?
那样组装有什么道理?
还有没有更好的组装方法?
这些问题请你们课下自己想办法去解决,老师相信你们一定能解决它。
下节课我们再来重点交流。
【恰当引导学生课下进行拓展活动,活动主题即为课上探究活动中遗留下来的问题,利用了学生强烈的揭谜心理,既增强了学生的探究兴趣,又将探究活动持续到课下,达到使学生的科学探究兴趣及各项探究能力的持续发展。
斜面
科学知识:
认识像搭在汽车上的木板那样的简单机械叫斜面,斜面可以省力。
制订一个简单的研究计划并用实验的数据来说明斜面的省力规律。
积极参与科学实验,愿意与同学进行合作交流。
【教学重点】认识斜面是如如何省力的。
【教学难点】如何把学到的知识运用生活中去。
【教学准备】1块搭斜面的平木板,4个不同高度的小物品(橡皮等)、钩码、测力计、实验计划表。
一、结合影视导入新课
播放学生喜爱的《头文字D》动画片的赛车过盘山公路的录象。
提问:
虽然动画片很精彩,但是我们有没有想过一个问题“山上的公路和平地上的公路有什么区别?
为什么要这样修建?
(学生自主思考猜想原因,并当众发表。
)
二、探究斜面有什么作用
提出一个简单任务:
老师要把这个大木桶搬到讲台上来,有什么好方法?
(学生拓展思维:
滑轮组吊、杠杆撬……)
今天老师就介绍一个更简单的机械叫斜面。
(示范用木板把木桶滚上讲台)
斜面概念引入:
像这样搭在高台边缘上的木板那样的简单机械,叫做斜面。
跟据老师提出的情境得出的问题:
斜面能省力吗?
我们能设计一个实验来研究这个问题吗?
分组研究斜面是否能够省力。
实验要求:
1)
指导如何用测力计测斜面上的拉力。
(拉动中,当测力计处于匀速运动时,读出其读数)
2)
小组讨论设计实验方案;
反馈交流实验方案。
3)
分工提升不同的物体(每人一次,每次操作3遍)
4)
在操作员操作的时候,其他同学注意观察,并取其正确的值,做好记录。
斜面的状况
提升不同的物体
A
B
C
D
直接提升物体的力
沿斜面提升物体的力
对研究结果作出分析,发现其中的规律。
(发现同一物体从斜面拉上用去的力都小于直接把物体垂直提上去用的力,所以斜面可以省力)
三、研究不同坡度的斜面
1、提问:
刚才我们在实验过程中,和其他组的数据相比较,你还发现了什么?
(发现每个组的用斜面拉上去所用力的大小不同,这是因为有的小组坡度高,有的小组坡度低)。
那么坡度不同对于沿斜面拉物体所用的力也不同吗?
我们能不能设计实验来证明一下?
2、分组设计实验,并分工合作完成实验和记录分析工作
1)制定实验计划表(教师准备)
实验目的
研究不同坡度的斜面的作用
坡度越大,用力越()
坡度越小,用力越()
实验设计
2)交流计划中的要点,并进行相互修改。
3)分工合作进行实验操作。
(提醒:
每个坡度做3次实验,取平均值填入表中P17)
沿不同斜面提升物体的力(N)
1
2
3
4
4)观察数据表格,讨论发现数据规律,进行总结。
三、巩固与拓展
1、现在结合我们的生活说一说:
如我们的盘山公路为什么会修成“S”型。
2、说说生活中还有哪些地方运用到了斜面工具?
(螺丝、大桥……)
用纸片演示螺丝的斜面。
研究自行车
自行车运用了轮轴、斜面、杠杆等简单机械的原理,是应用广泛的交通工具。
发现并分析自行车上更多的机械种类和作用
通过整理已认识的各类机械和机械的作用,一时倒机械与我们的生活密切相关。
【教学重点】对链条和齿轮的研究
【教学难点】对其他简单机械的原理解释
【教学准备】每个小组自带一辆自行车(最好能变速)
一、引入
我国是一个自行车大国,自行车是重要的交通工具,那么自行车是利用一个怎样的工作原理前进的呢?
以前同学们可能觉得很神奇,但在你们学习完这章后再回头来思考这个问题,那很多问题就迎刃而解了。
二、对链条和齿轮的研究
1、在自行车上的各个部分中,你最好奇的是哪个部分?
(一般学生会指向链条和齿轮)
思考:
链条与两个齿轮啮合,能起到什么作用?
观察前后2个齿轮,你发现了什么?
齿轮的大小对自行车速度有什么影响?
对自行车的前后2个齿轮进行观察研究,并做好记录工作。
观察内容
记录数据
大齿轮齿数
小齿轮齿数
大齿轮转一圈,小齿轮转几圈?
小齿轮转一圈,大齿轮转几圈?
4、小组内进行探究讨论,发现2者之间的关系,并进行总结(大齿轮带动小齿轮,转动速度变(),小齿轮带动大齿轮,转动速度变()。
三、寻找自行车上的简单机械
自行车上应用了许许多多的机械原理,找找看,我们能在自行车上发现哪些简单的机械的应用。
和小组的同学交流,把大家的发出记录下来。
自行车部件
简单机械类型
所起到的作用
选择一个自己感兴趣的关于自行车的机械问题,和小组同学一起制定一个研究计划,然后开展研究。
四、本单元小结
通过本单元的学习,同学们学到了哪些知识,现在我们就一起来回忆一下。
指名学生发言,对学生没回答完整的请学生补充,实在没说清的由教师给出正确定义。
并组合生活中的问题进行理解巩固.。
6、珍贵的淡水
科学概念
人们生活中要用掉大量的水,淡水资源很紧缺。
过程与方法
1、统计、分析、比较家庭一天的生活用水。
2、提高学生查找、收集、整理资料、处理信息的能力。
情感态度价值观
培养节约用水的意识。
【教学重点】
让学生在活动中充分认识到节约用水的重要性,学习制定切实可行的节水计划。
【教学难点】
比较科学、准确地测量、统计自己一天的用水量
【课前活动】
1、布置课前活动任务:
要求每个孩子测出自己一天的生活用水量
2、布置部分有条件学生上网或从书本中查阅“我国水资源状况”的有关信息。
【教材运用】
【教学准备】
1、学生准备自制量杯一个(透明玻璃杯或塑料杯贴上刻度),用于
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