教科版（2017秋） 四年级上册3.5《运动与摩擦力》教学设计

运动与摩擦力
一、教学目标
（一）科学概念目标
1.一个重物在另一个重物表面运动时，两个重物的接触面会发生摩擦，运动或者想要运动的重物往往会受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。
2.摩擦力是有大小的，重物由静止变成运动时需要克服摩擦力
3.摩擦力的大小与重物运动的方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。
（二）科学探究目标
1.会用垫圈数表示摩擦力大小，并对比不同运动方式下的测量结果
2.会用轮子改装小车
3.会研究重物受到的摩擦力与不同运动方式的重物之间的关系
4.能用实验数据证明自己的推测
（三）科学态度目标
尝试用不同的思路，方法完成科学探究。
（四）科学、技术、社会与环境目标
1.意识到轮子的发明将重物的运动改变成用滚动的方式前进，这是技术上的巨大进步
2.意识到人类可以通过不断改进技术来满足增大或减小摩擦力的需求
二、教学重难点
用实验的方式，搜集证据，验证学生已知的经验性的摩擦力，不断丰富摩擦力的内涵
三、教学过程
（一）引入——初步了解摩擦力？
1.ppt展示各种雄伟的古代建筑，当我们看到这些雄伟的古代建筑时，可曾想过，古人在没有大型机械的情况下是如何搬运巨石等重物的呢？（预设：在地上拖动，用滚木，杠杆撬动等）板书：地上拖动、用滚木、杠杆撬动
2.其实古人最开始是用直接拉的方式来运输重物的，那么为什么只有人用力拉后，才有可能把重物往前运输呢？（①预设：太重。追问：说得很对，就是因为太重，所以需要用力才能把物体往前移动嘛！②预设：摩擦力。追问什么是摩擦力？预设：阻力，阻碍运动的力。所以你认为需要拉力来克服这个摩擦力，物体才能运动。③预设：物体要靠力才能往前运动。）
3.有力，物体就可以移动吗？（预设：不是，需要很大的力）
4.需要多大的力，才能使物体移动呢？我们能不能测量出来呢？怎么测量？
设计意图：
以真实历史情景引入，思考为什么只有人用力拉以后，才有可能把重物往前运输。充分展现学生的前概念，驱动下一步实验的进行。
（二）测量摩擦力，再次认识摩擦力
1.这里有一块带砂纸的平板，可以模拟什么？（预设：古代的路面。古代不平整的路面。）；木块和钩码，可以模拟什么？（预设：重物）；垫圈可以模拟什么？（预设：拉力）
2.接下去通过一段视频来看看这个实验怎么做吧。
在粗糙平面上搬运重物 第（ ）小组
实验要求： 一边一个一个地加垫圈，一边观察“重物”是否前移。 垫圈个数
第1次 第2次 第3次 中间值
结论：在刚才的实验中，我们用了（ ）个垫圈才让“重物”往前移动。
研讨
（1）在刚才的实验中，我们用了几个垫圈才让“重物”往前移？
（2）实验过程中，你还有其他发现吗？
学生说得出的情况（预设）：垫圈很少时，重物是不动的，但是后来增加垫圈以后，重物就开始动了。追问：这说明了什么呢？
学生说不出的情况，问：刚开始我们放几个垫圈的时候，重物运动了吗？（预设：没动）直到我们放到23个时才（预设：动），这说明什么呢？
（预设：需要一定的力，才能使物体运动起来。）
（3）为什么要一定的力，才能移动重物呢？（预设：物体太重。追问：为什么物体太重，就需要一定的力，才能使物体运动起来呢？预设：垫圈的力要大于物体的重量才能拉动物体运动；摩擦力。追问：为什么受到摩擦力，就需要一定的力；预设：垫圈的拉力要抵消掉物体受到的摩擦力，物体才能运动起来。或者两者都有。万变不离其宗，想方设法暴露学生的解释。）板书：物体太重、摩擦力
（4）你觉得到底是那个原因导致了需要一定的力，才能移动重物呢？想清楚了，就可以把你的学号磁铁贴在对应的原因下面。
（5）刚才有同学说，垫圈的重量要大于物体的重量，才能使物体运动起来。那么垫圈的重量到底有没有比物体的重量要重呢？（预设：有）我们称称看，好不好！
（6）有什么发现？（预设：垫圈的重量小于物体的重量，怎么可能拉动。）
（7）这说明什么呢？（预设：物体太重不是导致重物需要一定的力才能移动物体的原因。）那么物体太重是不是导致重物需要一定的力才能移动的原因呢？
（8）请同学们根据刚才的实验和讨论，再次思考一下。如果你需要调整你磁铁的位置，那么，你就可以上来进行调整了。
（9）
第一种情况：全部选择了“摩擦力”。
第二种情况：大部分选择了摩擦力，仍有一部分选择重量。首先，我要表扬一下这一部分同学，他们在面对大部分同学都选择摩擦力的时候，仍旧可以坚持己见。但是科学是讲究证据的。既然还有不明确的地方，我们也不着急，继续研究来搜集证据，证明我们的想法，好不好？你们想想看，当古人直接拉动重物，遇到不平整的路面，影响到运输，他们首先会想到怎么解决呢？（预设：把路面变得更为平整，光滑）怎么做才能把我们这个模拟的地面弄的更光滑呢？（预设：撤掉砂纸。）我们来试试看。我们撤掉砂纸，将工字钉放到刚才的塑料袋中，以免扎到手，然后将重物放到起点处，看看我们需要多少垫圈才能移动重物。学生实验完后，提问：刚才我们用了多少垫圈才让重物往前移动？（预设：15个）发现了什么？（预设：比刚才用得更少了。）重物的重量没有变呀，垫圈的数量居然变少了，这怎么解释。（预设：光滑了）路面光滑为什么会导致垫圈的数量变少呢？（预设：摩擦力变小了）同学们再来思考下，重物之所以需要一定的力才能移动是什么原因导致的呢？（预设：摩擦力）
请有需要调整磁铁的同学到讲台上来调整下自己的磁铁。
经过我们刚才的实验，全班同学都认为是摩擦力导致了物体需要一定的力才能运动起来，那么什么是摩擦力呢？哪位同学帮老师解释一下。（预设：阻力，阻碍运动的力，接触，运动）哪位同学可以完整地把刚才同学们对摩擦力的解释说出来。（预设：物体有接触，运动的时候会受到阻碍运动的力。我们叫摩擦力。）物体仅仅只有在运动的时候才受到摩擦力吗？想一想，我们刚才放几个垫圈的时候，物体动了吗？（没动）虽然没有动，但是因为受到垫圈的拉力，它想不想动呀？（想动）。那它想动的这个时候，有没有受到摩擦力呢？（预设：受到。理由。没有受到，理由。）所以，物体在想要运动的时候也会受到（摩擦力）。我想再请一位同学结合我们刚才的讨论，说一说什么是摩擦力，能最完整地表达什么是摩擦力的同学，都是非常厉害的小科学家哦。
小结：一个物体与另一个物体接触，当它运动或者想要运动的时候，会产生摩擦。物体会受到一种阻碍运动的力，我们叫摩擦力。
设计意图：
学生通过实验了解到我们不仅可以通过垫圈来测量摩擦力的大小，而且通过研讨更进一步地知道，当重物想要运动时，也会受到摩擦力，阻碍它由静止到运动。学生对摩擦力的了解更丰富了——不仅运动时会受到摩擦力，想要运动时也会受到摩擦力。
怎么减小摩擦力
1.现在我们已经明确了重物之所以需要一定的力才能移动是因为有摩擦力，那么要让物体运动起来，垫圈的力就必须要克服什么的？（预设：摩擦力），所以刚刚能使重物运动起来的垫圈的力就等于物体受到的摩擦力。垫圈的数量其实就可以代表摩擦力的大小。
2.同学们刚才说到了古人用滚木运输重物，其实古人最开始运输重物，遇到不平整的路面时，并没有一下子想到用滚木的方式来运输重物，而是首先想到去把路面弄得更为（预设：平整，光滑），然后再去拉动，那么在光滑的路面上运输和使用滚木运输重物相对于之前在粗糙的路面上运输重物有什么好处呢？（预设：摩擦力更小，更省力，更轻松等）
3.那么在光滑的平面运输以及用滚木运输到底能不能让摩擦力变得更小呢？我们一起来试试看。这两个实验该怎么做呢？（预设：换更光滑的平面/把砂纸拿掉/在木块下面垫上滚木。）
4.同学们真棒，接下去我们就开始实验吧！
用不同的方式搬运重物 第（ ）小组
搬运“重物”的方式 垫圈个数
第1次 第2次 第3次 平均值
在“光滑的平面”上滑动
使用“滚木”
结论：在光滑的平面上，我们用了（ ）个垫圈才让“重物”往前移动；使用滚木，我们用了（ ）个垫圈才让“重物”往前移动。
5.研讨
（1）在光滑的平面上，我们用了几个垫圈才让“重物”往前移动；使用滚木，我们用了几个个垫圈才让“重物”往前移动。
（2）这说明什么呢？（预设：使用滚木比直接拉动，摩擦力更小。在光滑的平面滑动比在粗糙的平面上滑动摩擦力小）怎么证明的呢？（学生依据数据进行分析）（此处首尾呼应）
（3）刚才的实验中，你们还发现了什么？（预设：使用滚木后，摩擦力是大大减小的，更省力了，但是需要不断地把后面的滚木搬到前面去，比较麻烦）
（4）怎样让我们运输重物更方便，摩擦力更小呢？（预设：装上轮子）
6.使用轮子与摩擦力大小
在“重物”上装轮子搬运 第（ ）小组
搬运“重物”的方式 垫圈个数
第1次 第2次 第3次 平均值
在“重物”装轮子
结论：在“重物”装轮子，我们用了（ ）个垫圈才让“重物”往前移动。
研讨
在重物装轮子，我们用了几个垫圈才让“重物”往前移动？
这说明了什么……（预设：更方便，更省力，摩擦力更小）
根据上面的实验，能否证实让接触面更光滑、用滚木和装轮子这三种方法能够减小摩擦力？（预设：能）哪种方法最省力？摩擦力最小呢？（使用轮子）
设计意图：
学生通过实验搜集证据，去验证自己的猜想，知道摩擦力的大小是可以根据人的需求运用一定的技术来改变的，用轮子摩擦力最小，最省力，也最方便。在活动中，从科学、技术与社会的角度，体会技术的改进对人类生活起到了促进作用。
拓展——摩擦力的的应用
我们刚才研究了古人应用摩擦力的一些方法，那么现代人又是怎么应用摩擦力的呢，我们一起来看看
1.滚珠轴承
滚珠轴承这样设计是为了什么？（减小摩擦力）
通过什么方式来减小摩擦力呢？
在生活中还有哪些类似的设计？
鞋子
（1）鞋底这样设计是为了什么？（减小摩擦力）
（2）通过什么方式来减小摩擦力呢？
（3）在生活中还有哪些类似的设计？
3.玩一玩气垫船
（1）出示气垫船图片，问这是什么（预设：气垫船）。
（2）老师这里一个气垫船的模型，我们一起来玩一玩，看看它又是怎么来减小摩擦力的呢？
（3）气垫船到底是怎样减小摩擦力的呢？请同学们课后查阅资料，并且解释气垫船是如何减小摩擦力的。（说得出来就说，说不出来就课后查资料。）
设计意图：
引导学生将视野拓宽到现代的各种交通工具上，人们为了满足生产生活的需要，持续地探索减小摩擦力的方法，体会交通工具减小摩擦力方法的巧妙之处。同时意识到日上生活中人们也会根据需要来增大摩擦力。
总结：通过今天的学习，我们知道了物体之所以需要一定的力才能运动，是因为受到了摩擦力，研究了什么是摩擦力以及减小摩擦力的方法，知道并且认识到很多生活中的物品用非常巧妙的方式增大或者减小了摩擦力，摩擦力在我们日常生活中真的是无处不在呀！课后还需要我们同学继续研究哦！
板书：
运动与摩擦力
物体太重 摩擦力