7、运动与设计
教材分析及设计意图：
前面两课研究了摩擦力及其大小，这一课将研究摩擦力的利与害，知道摩擦力对我们有时是有用的，有时是有害的，在工作中根据实际情况有时需要增大摩擦力，有时需要减小摩擦力。并初步能应用已有知识和经验对摩擦力有益还是有害作出自己的判断和解释。本课研究的课题侧重于科学、技术与社会。
本课有三个活动：
第一部分：摩擦力的利和害。
教科书列举了一些事情引导学生分析摩擦力什么时候是有用的，什么时候是有害的，从正反两个方面看待摩擦力的作用。插图提示，我们走路、汽车行驶摩擦力太小了要打滑，这时摩擦力是有利的。机器运转，部件相互摩擦而磨损，这里的摩擦力是有害的。小孩蹬滑板车玩，摩擦力对滑板车前进有阻碍作用，这里的摩擦力是有害的，但人能稳稳地站在滑板车上，靠的是鞋子和车板间的摩擦力，这里的摩擦力又是有利的。
第二部分：这样的设计为了什么。
设计者的设计意图是能够通过观察物品分析出来的。鞋底做花纹、汽车轮胎做花纹和挂铁链是为了使运动物体接触面更粗糙，增大摩擦力。旱冰鞋安滚轮，改滑动为滚动是为了减少摩擦力。在教学中要再举出一些例子来供讨论。
第三部分：寻找自行车上的“好设计”。
教科书首先指出技术人员对自行车是作了精心设计的，然后要求学生找一找有哪些好的设计。教科书通过卡通向学生作了三点提示。观察点是“与运动密切有关的部件”；分析可从两方面进行，一方面是需要摩擦力的地方，一方面是不需要摩擦力的地方。还用插图列举了应观察的部位。学生按这些指导寻找，一定能找到不少好的设计。这部分的活动，不要求学生一定要找到多少项好的设计，能意识到人们对自行车作了精心设计，能找到一些设计好的地方就达到教学目标了。
教学目标：
科学概念：
摩擦力对我们有时是有用的，有时是有害的；在工作时有时需要增大摩擦力，有时需要减小摩擦力。
过程与方法：
应用已有知识和经验对摩擦力有益还是有害作出自己的判断和解释；找出自行车上增加或减少摩擦力的设计并作出自己的解释。
情感、态度、价值观：
意识到从不同方面分析一个问题是必要的；形成用科学知识分析日常事物，勤思考、大胆解释的态度。
教学重点：
找出自行车等交通工具增加或减少摩擦力的设计并作出解释。
教学难点：
对摩擦力的利弊作出判断和解释。
教学准备：
教师自己准备：课件。
为学生准备：报告单，小自行车实物。
教学过程：
一、图文结合，情境激趣，让学生能积极主动地参与到课堂学习中
[PPT2]
（出示人滑倒的图片和汽车打滑的图片）
师：这两幅图片说明了什么？
生1：走路时，鞋底与地面之间离不开摩擦力。
生2：汽车运动离不开轮子与地面的摩擦力。
揭题：运动与设计（板书：运动与设计）
二、这样的设计是为了什么
1．教师引导语：看来有些时候还需要摩擦力的帮忙，那么摩擦力什么时候是对我们有利的，什么时候又是有害的呢？
[PPT3]
生1：自行车刹车时 有了摩擦自行车才能够停下来，有利摩擦；
生2：手握住瓶子是利用手与瓶子之间的摩擦，手对瓶子有向上的摩擦力，瓶子有向下的重力，二力平衡，有利摩擦；
生3：鞋底印有花纹就是为了增大有利摩擦，这样更安全，有利摩擦；
生4：机器之间的摩擦，不利于机器运行，有害摩擦；
……
2．教师归结语：因此当摩擦力对我们有利的时候我们要适当增大摩擦力，当摩擦力对我们有害的时候需要减小摩擦力。
板书：当摩擦力有利时，则需要增大摩擦力。
当摩擦力有害时，则需要减小摩擦力。
3．师：在我们的生活当中，哪些地方的设计是需要增大摩擦力，哪些地方的设计是需要减少摩擦力呢？为什么要这样的设计。他们分别是用什么方法来增大摩擦力或者减小摩擦力的？
小组学生讨论交流，并填写报告单。
摩擦力的利与弊报告单
举例
设计原因解释
所使用的方法
增大摩擦力
减少摩擦力
[PPT4]
[PPT5]
4．学生汇报举例：哪些地方需要增大摩擦力，哪些地方需要减少摩擦力。为什么要这样的设计。他们分别是用什么方法来增大摩擦力或者减小摩擦力的？
引导学生归纳：
（1）增加接触面的粗糙程度，增大摩擦力；
（2）把滑动摩擦改为滚动摩擦，减少摩擦力。
三、寻找自行车上的好设计
1．教师引导语：这些设计在很多交通工具上得到运用，例如我们经常使用的自行车上就有很好的体现。
（教师拉出一辆小自行车。）
[PPT6]
2．师：请你们来找一找，自行车与运动关系最密切的部件？
（由于实验室空间的限制，教师只准备一辆小自行车，所以可以让部分组的学生根据自行车的实物来找，其他组的学生可以根据幻灯片中自行车图片找各部件。）
学生探究寻找自行车与运动关系最密切的部件。
生：自行车与运动关系最密切的部件有：前、后轮子，后轮轴上的小齿轮，链条，中轴大链盘，脚蹬、刹车等。
[PPT7]
3．师：自行车运动时哪些地方需要摩擦力，是用什么方法增加摩擦力的？
[PPT8]
4．师：自行车运动时哪些地方不需要摩擦力，是用什么方法减少摩擦力的？
5．学生探究，整理信息、交流汇报。
?? （1）刹车：增加压力 ?? （2）链条、轮胎：增加接触面粗糙程度 ?? （3）车轴、方向轴、脚踏轴：滚珠轴承
四、知识拓展延伸，联系生活事例让学生感受一下发明和技术改进给我们带来的巨大好处。
[PPT9]
师：自行车上其实还有一些地方改进都与摩擦力有关，如车把手做花纹增大了摩擦力等，生活中可以多细心去观察和分析，形成一个好的学习习惯，其实自行车最初是一个看守树林的工人在1817年发明的，那时自行车全是木头做的，没有脚蹬和链条，靠双脚轮换蹬地前进。后来经过不知多少人的不断改进才成现在这个样子。现在自行车遍及全世界，给人们带来极大方便。我们在生活中就要多去观察和探究，充分发挥我们的聪明才智多去探索创新，让生活过得更美好！
【板书设计】
运动与设计
当摩擦力有利时，需要增大摩擦力。
当摩擦力有害时，需要减小摩擦力。
【作业】
一、填空：
1.当人们需要摩擦力的时候就想办法去增大它；当人们不需要摩擦力的时候，就想办法去减小它。
2.往自行车车轴处滴一些润滑油是为了减小摩擦力；人们在鞋底设计了各种花纹是为了增大摩擦力。
3.汽车运动时，轮胎要与地面发生摩擦，我们从汽车轮胎受到的磨损就可以知道。
二、问答题：
1.自行车上哪些地方需要摩擦力？是用什么方法增加摩擦力的？
自行车需要摩擦力的地方主要有：前后轮胎、脚蹬子表面、刹车橡皮等处。增加摩擦力的方法：在前后轮胎、脚蹬子表面上做花纹，使表面粗糙些，从而增大摩擦力。
2.自行车上哪些地方不需要摩擦力？是用什么方法减小摩擦力的？
自行车不需要摩擦力的地方主要有：前轴、中轴、后轴、脚蹬子轴、大小齿轮与链条等处。减小摩擦力的方法：安装滚珠、加润滑油。
3.在生活中，人们怎样根据需要来增加或减小摩擦力？
要增大摩擦就应该使两个物体间的接触面粗糙些，并设法加大物体间的正压力，如：汽车轮胎上的花纹、鞋底上的花纹。
要减小摩擦就应该使两个物体间的接触面变得光滑，还可以在物体下面垫上能滚动的物体，变滑动摩擦为滚动摩擦。如：往自行车车轴上加润滑油、车轴内安装滚珠。
4.说说摩擦力对我们的生活的利和弊？
我们走路、汽车行驶、摩擦力太小了要打滑，这时的摩擦力是有利的。机器运转，部件间相互摩擦而磨损，这里的摩擦力是有害的。
5.汽车运动和停止都要靠轮子，车轮与地面之间没有了摩擦力，情况会怎样？
如果车轮与地面之间没有了摩擦力，车轮会打滑，汽车无法启动，行驶的车子也很难停下来。
【教学反思】
《运动与设计》是本册教材新增加的内容，单独作为一个章节进行教学，可见这个内容对于学生的重要性。我想，教材作这样的修改主要目的还是让学生能根据实际生活来分析摩擦力在生活中的运用，说明编写者的意图是要学生把科学知识和生活联系起来。考虑到这个因素，课堂上要着重引导学生从生活中去发现。
有了上一节课教学内容影响摩擦力大小的三个因素：物体的运动方式、物体的重量和物体表面的粗糙程度，这一节课教学重点就落在了如何根据我们的需要去增加有利摩擦和减小有害摩擦上。
在认识了一些生活中常用物品的设计原理后，了解了哪些是我们所需要的摩擦，哪些是我们要去克服的摩擦后，我将第二个活动重点展开，启发学生去找找我们生活中有哪些这样的例子。
孩子们纷纷举了一些生活中的实例：新买的鞋子穿久了会容易打滑；我们要溜冰时会穿上旱冰鞋；参加跑步比赛我们要换上钉鞋；摩托车、汽车的发动机及各连接部分都需要放入润滑油……我都及时地将这些生活中的现象与改变摩擦力的三个因素联系起来，在孩子们说出了一些生活现象后，让他们用科学的道理来说明这些现象，是改变了物体的重量？是改变了物体的运动方式？还是改变了物体表面的粗糙程度？都要作联系和说明。
我们的科学知识从生活中来，让科学帮助我们更好地去发现生活中的各种现象，但更重要的是运用到生活中去，让它为我们的生活服务，这才是最终的目的。鼓励学生用发现的眼睛，科学的思维去探索生活中的奥秘，这是我们科学老师的首要任务。
【引用资源】
义务教育课程标准实验教材《科学教师教学用书》五年级上册
浙江小学科学http://www.zjxxkx.com/
【资料库阅读】
喷气式飞机靠什么力上天
现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合、点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级地压缩空气，使空气更好地参与燃烧。风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混合气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机，从而形成燃气流对飞机的反作用力。最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气循环工作。
为什么要向后划水皮划艇才前进
皮划艇是靠反作用力的作用前进的，人用力向后划水，桨给水一个向后的作用力，同时水也会给桨一个向前的作用力，水的作用力使皮划艇向前运动。
为什么每次使用弹簧秤之前要调整到“0”刻度
弹簧秤在使用一段时间之后，往往会出现即使不用力拉弹簧秤，指针与刻度板上“0”刻度线也不能对齐，这时就需要对弹簧秤进行校正。弹簧秤指针对不准“0”刻度的原因主要有两条：一是由于使用造成了指针的位置发生了改变，这时只需将指针移回到它原来的位置就可以。二是由于使用造成弹簧的“劲度”发生了变化，或者说是弹簧变软了，这时弹簧秤的一段刻度所对应的力也发生了变化，需要重新标刻度，这是个比较复杂的校正过程。这种情况下我们一般要换用其他的弹簧秤测量。所以，在使用弹簧秤时一定要注意千万不要超过它的测量范围，不要用它测量很重的物体。
轮驱动
轮子和轮驱动方式都是人类的发明。由于有了轮子和轮驱动，才会有今天各式各样的陆上交通工具在公路、铁轨上顺利安全行走。轮驱动的原理是怎样的呢？
我们以骑自行车为例。脚蹬自行车踏板，脚蹬的力通过链条传给后轮，后轮接触地面的圆周部分就产生向后滑动的趋势，但是它与地面的摩擦力（静摩擦力）阻止了这种滑动。这样，自行车给地面一个向后的作用力（摩擦力），地面给自行车一个向前的反作用力（摩擦力），在这个反作用力的作用下自行车前进了。正是因为轮胎与地面存在较大的摩擦力，自行车才能前进。如果自行车前进需要的力较大（如上坡），而地面的摩擦力小（如冰雪地面），自行车得不到足够的反作用力（地面给自行车的摩擦力），就会轮子空转而不能推动车身前进。另一方面，自行车在前进的过程中，轮子与地面仍会产生摩擦力（滚动摩擦力），自行车要克服这个力才能前进。如果我们不再用力蹬自行车，自行车就会逐渐停止下来，就是滚动摩擦力起的作用。简单地说，轮子驱动车子需要静摩擦力，车子前进要克服滚动摩擦力。汽车、摩托车的轮驱动原理和自行车是一样的。
缆车、马车前进是拉力拉动车身，车身把车轮带动，不是轮驱动。我们推着自行车走也是这样的。
汽车行驶与摩擦力有什么关系
1.汽车从静止到运动，需要利用轮子与地面的摩擦力，如果轮子与地面滑动摩擦力很小就没有办法运动起来。比如汽车在冰面上或泥泞地上，车轮常常会打滑空转，而汽车却很难运动起来。
2.汽车前进要受到滚动摩擦力的阻碍，如果关闭发动机，汽车会逐渐停下来。所以发动机必须不间断地工作来克服摩擦力，汽车才能继续前进。
3.运动的汽车要很快地停下来，更是离不开轮子与地面的摩擦力。如果轮子与地面滑动摩擦力太小，即使刹车轮子不转了，汽车轮子也要滑行着不断向前，这就很危险了。
所以，摩擦力对汽车的行驶来说，既有利又有弊，如果离开了摩擦力，汽车还寸步难行呢！
月球车简介
为了帮助宇航员们在月球上工作，科学工作者设计出一种叫“月球漂流者”的车辆。它大到足够乘载两名宇航员、他们的装备和许多月球岩石标本。
这个月球车的设计要求是什么呢？
月球车必须足够轻，以便火箭可以把它发射出地球。这个车在地球上重210千克，在月球上只有35千克。
月球上没有氧气，汽油发动机无法工作。月球车在每个轮子上用的是电动机，电能来自电池组。
月球的表面是粗糙不平的。月球车的轮胎要足够大，以使车能碾过地面的凸起和裂沟。为了减轻重量，工程师们用金属丝做成轮胎，看起来就像铁丝笼。
月球车需要慢慢走，以便节约电池，慢慢走也有利于宇航员在凹凸不平的地方控制车辆。所以车速设计为每小时12千米，和一般自行车速度差不多。
工程师们对他们设计的月球车作了非常仔细的记录，也记录下了所有的实验结果，并作了许多次改进，以保证它能在月球上正常的工作。
技术和科学
技术就是人类如何改造周围世界以满足其需要或解决实际问题。它包括的范围很广，从建造房屋、生产机器到设计道路和网络。技术扩大了人的潜力，如果没有它，人们就无法做一些事情。
技术活动具有面向特定目标的目的性和方向性，但有时结果却出人意料。一种特定技术的发展受诸多因素的影响，包括个人、团体、社会的需要以及相关技术要素、设施和系统的发展水平。
科学和技术根本的区别在于二者的目标不同：科学的目标是探知自然界，而技术的目标是对这个世界加以改造使之适应人类需要。
技术与科学是密切相关的。一个单一性的问题常常包含科学和技术这两个方面。出于对自然界的问题研究的需要，导致技术产品的研制；技术上的种种需要，又促进科学研究工作的开展。以设计为特点的技术是同以探究为特点的科学相互并存的。技术产品，从较为简单的铅笔到复杂的计算机，可以为我们提供一些手段和工具，推动我们对自然现象的研究工作。
学生例文：世界没有了摩擦力
“叮铃铃……”我的小闹钟响了。
我睁开惺忪的眼睛，正想坐起来，却突然滑到了。剧烈的疼痛使我清醒了不少。这时，我才想起来：噢！原来今天是"世界远离摩擦力实验"的第一天，我有幸成为了实验的志愿者中的一员，并搬进了仪器技术服务态度一流的新式"无摩小区"。
我拿起衣服，而它却顺利的从我手中滑落，但是我不气馁，再来一次，可还是这样 ，反反复复，结果却一如既往。我失望极了，但我想：再来一次，说不定就成功了。果然，这次是一帆风顺哪！衣服一下子就滑倒了身上，但是一点都不暖和，衣服和身体总是隔有一段距离，似乎衣服与身体闹别扭了似的。
穿好了衣服，该洗脸刷牙了，由于摩擦力的消失用牙刷刷牙，牙没有刷成，牙膏却涂了满背，一块湿毛巾，怎么都拧不干，吃饭时，夹起一根菜，便又掉到了盘子里，以往有序，便捷的生活，此时此刻我是多么怀念。
该上学了，我穿着特殊的剧烈摩擦鞋走在大路上，谁知，没有摩擦力，不论是什么鞋，就算你穿了钉鞋，走几步也一样能会摔倒，我只得小心翼翼地走着。虽是如此，但我还是摔得遍体鳞伤。路上的情况也不是很好，车与车都撞到一起，交警们都是皱着眉头，虽然已在尽力补救，但交通事故还是频频发生。
终于，历经了千摔万倒，终于走到了学校，一看，眼前的景象让人哭笑不得。同学们都被摔得鼻青脸肿，一个个叫苦不迭。一群伤员聚在一起，自然是两眼含泪了，一个个都在抢着诉说着自己的"悲惨遭遇"，哪还有心情上课，原来他们也都和我差不多。
回到家，我小心翼翼地坐在沙发上，生怕自己会滑下来，此时，我打开电视机，电视中说道："世界远离摩擦力试验"遭遇不好，在第一天便有志愿者打退堂鼓，几乎所有人都受了伤，大小不一，甚至有人连骨头都摔断了，幸运的是无一人驾鹤西去。"世界远离摩擦力"试验总负责组考虑到公民安全决定停止试验，志愿者可即日回家。我高兴地跳了起来，往家没命的疯跑，虽然摔了很多跤，但我一点都不觉得疼，突然，我又重重地摔了一跤。不，这次不是因为没有摩擦力。而是在家门口，那个有摩擦力的地方，幸福的、快乐的一跤。
有摩擦力的感觉真好！！！
课件10张PPT。小学科学（科教版）五年级上册第四单元第7课运动与设计车轮与地面之间没有了摩擦力 鞋底与地面之间没有了摩擦力 手握住瓶子 鞋底印有花纹 机器运行找出自行车与运动关系最密切的部件 自行车运动哪些地方需要摩擦力，是用什么方法增加摩擦力的？前、后轮子
脚蹬
刹车做花纹使表面粗糙增加压力的方法 自行车运动哪些地方不需要摩擦力，是用什么方法减少摩擦力的？前轴
中轴
后轴
脚蹬子轴
大小齿轮与链条 加润滑油加滚珠 自行车最初是一个看守树林的工人在1817年发明的，那时自行车全是木头做的，没有脚蹬和链条，靠双脚轮换蹬地前进。后来经过不知多少人的不断改进才成现在这个样子。现在自行车遍及全世界，给人们带来极大方便。 THANKS
