(共33张PPT)
第2课
第二单元 仿生
（教科版）一年级
下
蛋壳与薄壳结构
01
学习目标
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
板书设计
06
作业布置
学习目标
01
科学观念：薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料。
科学思维：对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关系，从而认识薄壳结构。
探究实践：
（1）观察蛋壳,发现蛋壳的特点；
（2）尝试用握、戳等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固；
（3）通过拱形承重实验，知道拱桥的称重能力大于平桥。
态度责任：了解拱结构、薄壳结构在建筑等领域的应用。
新知导入
02
人类的很多发明创造可以在自然界找到原型。
响尾蛇的视力几乎为零，但其鼻子上的颊窝器官具有热定位功能，即使爬虫、小兽等在夜间入睡后，凭借它们身体所发出的热能，响尾蛇都能感知并敏捷地前往捕食。科学家根据响尾蛇这一奇特功能，研制出现代夜视仪、空对空响尾蛇导弹，以及仿生红外线探测器。
响尾蛇与现代军事装备
新知导入
02
高山上的云杉长年累月都经受着狂风的袭击，树干的底部变得又粗又大，整个树干成了圆锥形。这种形状使云杉牢牢地挺立在山顶之上。人们模仿云杉建立的广播电视塔，即使遭到强台风的袭击，也不会有倒塌的危险。
新知导入
02
这些建筑在自然界能找到原型吗？
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
鸡蛋壳有什么特点？
（1）可以借助放大镜观察
（2）按照顺序观察：
①整体→局部
②外→内
（3）综合运用各种感官
鸡蛋壳很薄，呈椭球形，外表光滑，表面有细微的气孔，内部有一层薄膜。
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
鸡蛋壳很薄，试一试，用手能捏碎吗？
不 能
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
鸡蛋不容易握碎，这跟蛋壳的圆顶形结构有关吗？
实验器材：
小实验
鸡蛋壳、瓶盖、削好的铅笔
①一枚半个鸡蛋壳放在塑料瓶盖上，空壳朝上；一枚半个鸡蛋壳倒扣在桌面上。
②在相同高度，捏住铅笔，垂直向下，笔尖对准鸡蛋壳，松手。
③多试几次，观察哪种情况的蛋壳不容易被戳破。
实验步骤：
不容易戳破
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
鸡蛋不易握碎跟蛋壳圆顶形结构有关。鸡蛋能承受多大的重量？
实验器材
鸡蛋、瓶盖、平板、书本
实验步骤
①将4 枚鸡蛋立在桌面上（每枚鸡蛋的上下两端用塑料瓶盖固定），上面放一块平板。
②再在平板上逐个加放重物。
动作要轻
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
数一数，4 枚鸡蛋能支撑多重的物体？
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
踩鸡蛋表演
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
通过观察、实验、视频，我们有什么新的发现？
圆顶形
抗压力强
活动1：鸡蛋壳的形状特点
探究新知
03
鸡蛋壳虽然抗压能力强，但它的主要成分是碳酸钙，并不坚硬致密，容易碰碎。
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
蛋壳为什么能承受这么大的压力？
在蛋壳上画一条线，这条线是什么形状的？
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
这条线像拱桥。
探究新知
03
拱桥的外形是什么形状？
弧形
外形为弧形的建筑结构被称为拱。
活动2：蛋壳与拱
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
蛋壳曲面可以看成由无数的拱形拼接而成。
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
你见过哪些拱形建筑或建筑上的拱结构？
桥梁、牌坊、涵洞、隧道、水坝、欧式建筑等。
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
拱桥和平桥相比，谁的承受力大？
实验器材：
两张A4卡纸、4根木条、小木块若干。
实验步骤：
①先把一张A4卡纸放在两根木条上，做成一个平桥的桥面。
②再把另一张A4卡纸做成一个拱桥的桥面，用两根木条抵住拱足。
③在平面桥和拱形桥顶部中间的位置轻轻地逐一放上小木块，仔细观察桥面的变化。
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
实验记录
平桥 拱桥
1个小木块
2个小木块
3个小木块
4个小木块
……
实验结论：
拱形桥面的承重能力比平桥的桥面承重能力强。
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
拱为什么能承受巨大的压力？
拱能把受到的压力向下和向外传递给相邻的部分，如果能抵住外推力，拱就能承受巨大的压力。
活动2：蛋壳与拱
探究新知
03
鸡蛋壳就是一种圆顶形结构，由很多的拱形“手拉手”组成，受到竖直向下的压力时，压力就如图所示在蛋壳上被传递和分散，使其可以承受较大的压力。
鸡蛋壳为什么能承受巨大的压力？
活动3：薄壳结构与应用
探究新知
03
人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。
国家大剧院
悉尼歌剧院
活动3：薄壳结构与应用
探究新知
03
除了建筑，你还见过哪些薄壳结构的物品？
灯泡
安全帽
帐篷
课堂练习
04
1. 一盔一带践于行，平安顺达始于心。摩托车、电动车骑行人员需要佩戴头盔。头盔的原理是（ ）
A．圆顶形的外观更美观 B．薄壳结构的承受力更大C．薄壳结构的制作更加方便
2．大自然中的动植物也很会利用薄壳结构，下列属于薄壳结构的是（ ）
A．植物叶子 B．鸟的羽毛 C．龟壳
B
C
课堂练习
04
3．亮亮跟着李博士来到农村，他看见一只母鸡正在孵小鸡，鸡蛋被母鸡压在身下却没有被压坏，这是因为（ ）
A．蛋壳本身非常坚硬
B．蛋壳能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分
C．蛋壳里面有小鸡支撑着
B
课堂练习
04
4．日常生活中的拱形屋顶、拱桥、隧道等都运用了（ ）
A．三角形稳定原理 B．拱形原理 C．蜂窝构造原理
5．拱桥承受力大的原因是（ ）
A．使用的材料比较结实
B．使用的材料比较少
C．能够把受到的压力分散到其他部分
B
C
课堂练习
04
6. 仔细观察下图这座桥，它的设计受到下列一种物品的启发，你认为这种物品是（ ）
B
蛋壳与薄壳结构
板书设计
05
作业布置
06
在自然界中，一些植物的种子外壳、动物的蛋壳和各种贝壳，都是天然的薄壳结构。它们用很少的材料获得无比坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。
以蛋壳为例，通常情况下，蛋壳厚度只有0.38毫米。这么薄的蛋壳，简直不堪一击。然而，蛋壳的形状可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把压力分散。特别是当它均匀受力时，抗压性就更强了，远不是看上去的那么脆弱。
人类从蛋壳这样的天然壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，将各种形式的薄壳结构运用到大跨度的建筑中。这些薄壳结构的建筑能够达到力学设计的基本要求——用料少，抗压能力强。
科学阅读
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