第二单元形状与结构精.docx

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第二单元形状与结构精

第二单元形状与结构

第一课抵抗弯曲

【教学目标】

科学概念

●房屋、桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲。

●增加梁的宽度可以增加抗弯曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗弯曲能力。

过程与方法

●识别和控制变量，记录数据，分析数据并得出合理结论。

●用简单实验说明横截面为长方形的横梁为什么都是立着安放的。

情感、态度、价值观

●能够大胆假设又能在实验中小心求证。

【教学准备】

为小组准备：

长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的卡纸粘贴而成），长度、厚度相同、宽度不同的纸条；铁垫圈、竹片或尺子。

教师自己准备：

有关的建筑图片。

【教学过程】

（一）认识柱子和横梁

1、多媒体出示桥梁的图片，观察它的结构，看它是靠什么来支撑的。

通过观察知道桥梁、房子、凉亭等建筑物靠直立的材料（柱子）和横放的材料（横梁）支撑的。

2、出示纸柱子认识

如果横放它是横梁，竖放是柱子。

通过比较认识到受压后横梁比柱子容易弯曲断裂。

3、引出研究主题

假如横梁弯曲到一定程度会引起什么后果呢？

建筑会倒塌。

所以我们有必要来研究怎样才能使横梁抵抗弯曲。

（二）横梁的抗弯曲能力与什么因素有关？

1、你认为横梁的抗弯曲能力与哪些因素有关呢？

（长短、材料、宽度、厚度……）板书

2、长短和材料这两个因素我们比较好理解，这接课我们重点来研究横梁的宽度和厚度与他的抗弯曲能力的关系。

（三）测量纸横梁的抗弯曲能力的方法

1、我们今天就用纸搭一个横梁，用垫片测试它的抗弯曲能力，想自己试一试吗？

（各组领取材料完成实验）

2、为什么同样大小的纸，各组的测试结果却相差这么大，问题在哪里呢？

3、看来研究纸横梁的抗弯曲能力的大小，我们在实验中应该注意些什么？

两端的距离、高度、垫片一个一个轻轻地放在横梁的中间位置……

必须控制不变的条件：

教师补充：

怎样才算是它的承受极限呢？

要以纸横梁的中部刚刚接触桌面时的垫片数作为它的承受极限，每次测试都应以此为标准。

（四）研究宽度与抗弯曲能力的关系

1、出示三张纸横梁，你来看这三张纸有什么不同？

2、如果用回形针来测试它们的抗弯曲能力，你们打算怎么做呢？

3、多媒体出示实验要求。

（１）、先预测，再实验操作验证。

（２）、确定柱子的距离为８厘米。

（３）、垫片尽量放在纸横梁的中间部位，注意轻拿轻放。

（４）、垫片不够举手向老师示意。

（５）、听到掌声，马上停止。

4、学生分组实验，教师巡回指导。

5、学生汇报实验结果，教师小结并板书：

（1）我们在统一的实验条件下，为什么各组的数据还有差异呢？

（2）有些组预测数据和实测数据比较接近，有些组比较悬殊？

怎样提高预测的正确率和预测的方法有关：

根据前一个使用结果来预测后一个实验，会准确。

（3）通过实验，你的结论是什么？

宽度增加，抗弯曲能力也会增加

（五）研究厚度与抗弯曲能力的关系

1、那么横梁的厚度与抗弯曲能力有什么关系呢？

我们也来测试一下。

2、出示3张纸，看一看他们有什么特点。

（宽度和长度都相同，层数不同。

）层数不同代表不同的厚度。

3、回忆总结实验方法。

师：

老师给大家准备了三种不同厚度的纸。

你想测试它们的抗弯曲能力吗？

我们先在脑子想一想，总结一下我们实验时应该注意些什么？

4、学生实验，教师巡回指导。

5、学生汇报实验结果，教师小结并板书：

厚度增加，抗弯曲能力会增加

（六）应用

1、比较：

观察这两次实验结果，你认为哪种方法更能有效提高横梁的抗弯曲能力呢？

得出：

增加横梁的厚度更能提高抗弯曲能力。

教师板书补充：

大大

2、横梁的两种放法：

假如尺子就是一条横梁，如果请你当小小建筑师来选择一种安置方法，你会选哪种？

（教师演示横放和立放）为什么？

小组讨论并用尺子来作简单的实验。

学生回答：

3、生活中的方法和你的选择方法一样吗？

我们一起来看一看这几张图片。

（七）拓展

1、教师：

同学们刚才都提到横梁的抵抗弯曲能力还和很多的因素的有关，由于课堂上时间有限，我们不能一一来进行验证，请同学们课后进行观察并验证。

2、另外，老师有个小小的要求：

用一张纸作为横梁，想办法让它立放，让它的抗弯曲能力加强，回去想想做做，该怎么办？

下节课我们来听听你的做法。

板书设计

厚度？

宽度？

材料？

抗弯曲能力

结构？

怎么放？

……

2形状和抗弯曲能力

【教学目标】

科学概念

●改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。

【过程与方法】

●做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验。

●观察瓦楞纸板的结构，作出解释和提出问题。

情感、态度、价值观

●意识到小组合作做实验进行探究的必要性。

●乐于根据观察作出解释和提出问题。

【教学准备】

为小组准备：

实验用的大小相同的纸若干张、铁垫圈、胶水、包装箱瓦楞纸板。

教师自己准备：

一些不同形状的钢、铝型材样品或相关图片。

【教学过程】：

一、复习上节课内容

上节课我们一起学习了抵抗弯曲这一课，我们是用什么方法来增强材料的抗弯曲能力的？

这种方法有什么不足之处吗？

有什么办法能弥补这个不足呢？

这节课我们来做进一步的研究。

二、从生活中导入

1、夏天天气很热，有时很需要一把扇子，现在老师手中有同一种纸做的不同样子的扇子，你会选择哪一种？

为什么？

2、请一名同学上台试一试，其他同学仔细观察，你发现了什么？

3、为什么会出现这种情况？

你能试着用科学道理来解释一下吗？

4、通过刚才的观察，你们对增强材料的抗弯曲能力有什么新的想法或者有什么问题想提出来？

三、研究形状与抗弯曲能力

1、同学们推测改变材料的形状可以增强材料的抗弯曲能力，这个想法究竟对不对呢？

如果请你们自己来验证一下，你们准备怎样研究？

2、学生讨论交流实验的方法。

3、我们需要那些材料？

4、你们估计哪些形状也能提高抗弯曲能力呢？

为了记录的方便、直观，我们用画出形状的侧面图来记录，如……（边说边画）

5、组织讨论：

在测试的时候我们需要注意什么？

——注意变量的控制。

6、因为时间的限制，每组选择两种形状作研究。

实验之前先预测一下，你们研究的这种形状能承受多少个垫圈，然后再进行实际测试。

学生实验，填写记录单

7、小组汇报实验情况，得出实验结论。

8、为什么改变材料的形状能增强材料的抗弯曲能力呢？

你能试着用我们学过的科学知识来作出合理的解释吗？

把薄形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度，但却增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料的抗弯曲能力的。

在不增加材料的情况下，这真是一个好办法！

）

9、生产第一线的工人叔叔们也是运用了我们今天研究出来的这个结论在生产和生活中作了很多的运用，我们一起来看一下。

四、瓦楞纸板的研究

我们平时看到的很多物品也运用到了我们今天得出的这个实验结论，老师手上的这种纸就是我们平时在很多包装物品的纸板箱上剪下来的，这种纸叫瓦楞纸。

1、感知瓦楞纸的特性

同学人平时也接触过这种纸，现在老师也为大家准备了这种纸。

大家可以拿到手上感受一下并可以折一折，感觉一下它有多硬，抗弯曲能力如何？

（分组感知纸的特性）

2、为什么瓦楞纸有这么强的抗弯曲能力呢？

3、实验：

我们利用解剖的方法，观察瓦楞纸的结构是怎样的，看看各组成部分的厚薄和软硬。

4、教师提问:

为什么中间层要做成“波浪型”呢?

这样有什么好处吗?

5、为什么不全用“波浪形”呢？

6、经过研究，我们产生的什么产生了什么问题或想法？

准备怎样继续研究？

3、拱形的力量

【教材分析】

《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。

在本课中，提出了一种新的形状——拱形。

拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。

拱形结构有的书又叫推力结构，它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。

研究拱形的承重特点更具趣味性和挑战性。

教材精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形的结构特点是把受到的压力分解成向下和向外的推力，通过提出问题——尝试——总结经验——改进实验，再尝试——在获得成功的探究过程中找到拱形承受巨大压力的原因，认识拱形受力的特点。

【教学目标】

科学概念

●拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。

如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。

过程与方法

●能够边实验边思考，能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。

情感、态度、价值观

●让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

【教学重点】

弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。

【教学难点】

拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。

【教学准备】

教师准备：

相关的图片资料，做拱形的纸，课件（教师用）。

180g绘画纸一整张裁成长21cm、宽10cm的小块，一张长21cm、宽10cm的硬纸片、铁垫圈、垫片若干、自制搭拱积木（二至三组）。

学生准备：

每生带四五本书用于抵住拱足。

【教学过程】

一、引入

师：

前几节课我们学习了在不增加材料的情况下，增强材料抗弯曲能力的几种办法，这节课我们继续来研究让一张纸承受更大压力的方法。

（师出示一张纸）看老师手中的这张纸。

（把它平放着，用手托住纸的两端将纸平放在两手之间，纸塌下去了）它连自身的重量都承受不起，这样柔软无力的纸你能用什么办法让它至少能承受自身重量不塌下去吗？

学生汇报。

（提示不能增加材料。

让学生充分发言，可以检查学生对前概念的理解。

引导学生说到拱形。

）

师：

（做一个拱）做成拱形后它没有塌下去，看来拱形也有科学道理。

我国古代劳动人民早已利用拱的科学原理进行建筑设计。

请看（播放课件图片：

赵洲桥、拱门、房子、奥运馆所……）这么多的建筑为什么都采用了拱形呢？

同学们愿意和老师一起来研究拱形中的学问吗？

（板书：

拱形的力量）

二、测试纸拱的承重能力

1、做一个纸拱，试试它能承受多大的重量

①实验一：

师：

现在请同学们像老师这样（把纸先卷一卷再松开，做成一个拱形）做一个纸拱，放在垫板（提示：

按硬纸板上事先画好的两拱足间距离来做拱）上观察，说一说拱自身的重量在哪里？

特别要注意：

这个拱形不能借助其他物体的帮助。

分组实验（教师巡视指导）。

②学生汇报。

（在拱下部）

师：

对，在拱与硬纸板接触的地方，我们把它叫拱足。

好下面请同学们轻轻地放一个垫圈在纸拱上，来测试拱的承受力，仔细观察纸拱有变化吗？

（有，“纸拱”向两边伸展。

）哪个部分承受着垫圈的重力？

（拱顶）

请大家再在上面加一个垫圈，观察一下是不是有新的变化，纸拱随着压力的增大，你发现它的形状有什么变化？

（拱形的足伸展得更大了，最后就平了。

）你能解释这种现象吗？

“纸拱”为什么会向两来伸展开去？

（课件演示：

垫圈的重量压在了拱上，拱的全部重力传到两个拱足，这个力向下，向两边传去，使拱足在垫板上向外滑动，拱就伸展开了。

）

2、把拱足固定，测试纸拱能承载多大的重量

①实验二：

师：

既然我们知道了纸拱受力变形的原因，你有什么办法使纸拱不容易变形，能承受更大压力？

承受几个垫圈你能预测一下吗？

用实验检测下看行不行。

②分组实验（教师巡视指导）。

师：

有作用吗？

（学生回答）用东西抵住拱足它确实比刚才承受的压力要大一些，看来大家刚才的想法是正确的。

③讨论：

说说你们观察到的现象。

当拱顶上的压力不断增加时，它的形状会有什么变化？

（还是要塌，向左右偏）纸拱为什么会产生这种变化？

你是怎样想的？

3、让拱形承受更大的压力（引导学生观察:

看它是怎样变形的，怎样才能使它不变形?

）

①实验三：

师：

怎么使纸拱承受更大的压力？

你打算