1.6自行车车轮转动的奥秘 教案
教学目标
过程与方法
●会组装齿轮传动装置和链传动装置
●能通过观察和实验发现传动装置的结构和作用。
知识与技能
●知道齿轮传动和链条传动的基本特点和功能;
●初步体会动力的传递和能量的守恒。
情感、态度与价值观
● 体验研究活动中的乐趣;
● 感受科学与生活的密切联系。
学情分析
虽然转传动装置在生活中应用的比较广泛,但是学生真正接触的并不多,即使接触到了,也很少有仔细地观察与深入地思考。因此可以说学生对于传动装置是比较陌生的,更没有思考过在其中所包含的能量与动力的传递。针对学生的实际情况,教师在设计本节课的时候,应该尽量从学生熟悉的事物出发,例如自行车脚踏板与后轮之间的部分,或者是学生们经常接触的四驱车内部结构等等。通过引导学生对熟悉现象的分析和研究,使学生认识到:平日接触的简单玩具中其实蕴藏着很多科学的奥秘,从而使认知提升一个新的高度。
说【课程资源开发与利用】
第六课是教材第一单元的总结课,《自行车车轮转动的奥秘》内容较多,特别是活动内容,如把一部分活动内容作为特殊的课外作业让学生去做,想必也是个好方法。在课堂上让学生做完齿轮链条传动和齿轮传动的实验,,教师在归纳总结的基础上,布置书上最后内容:研究自行车上的链条传动装置:1、转一圈踏脚板,看看后车轮转多少圈;2、量一量自行车车轮在地上行进多少米。
重点难点
【教学重点、难点】
教学重点:知道什么是传动装置及其作用。
教学难点:对链条传动、齿轮传动的装置进行制作并研究它们各自的特点。
教学过程
活动1【导入】活动体验，激发兴趣
1、师谈话:同学们骑过自行车吗?这有辆自行车,谁来展示一下你的车技(将自行车的后轮撑起,让后轮离地)请一生上台骑车。
2、这位同学骑得挺悠闲的,那下面老师要把车动一下,谁还能来骑?师卸掉链条。请一生上台骑车。
3、为什么车骑不起来呢?请生说说原因。
二、认识链条传动和齿轮传动
1、师:这个现象说明自行车的链条起到什么作用?(传递力的作用)怎么传递力的?谁能来说一说。师根据学生所说课件出示自行车的链条传动图。并讲解
像自行车这样利用链条通过齿轮来传递力的,叫做链条传动。链条传动(板书)
2、师:你还见过生活中的哪些玩具,有传动装置呢?
预设:生说到回力汽车或惯性玩具时,拿出事先准备的惯性玩具,拆掉外壳让学生观察,这种惯性玩具是如何跑起来的?根据学生所说,师课件出示齿轮传动图并讲解:向这样通过齿轮与齿轮之间传递力的叫齿轮传动。(板书)
3、、师:你还见过生活中的其它传动装置吗?(师相机课件展示图片)
生:坦克、织布机、摩托、三轮车、发动机、手表……
预设:学生如果说到了这两种传动方式之外的传动,如:老式缝纫机,教师则讲解这是传动的另一种方式:皮带传动(板书);如果没有说到则不补充这不补充这部分内容。
4、教师说明:像链条、齿轮这些能把动力从一个部分传递到另一个部分的装置叫做传动装置。(板书)
三、研究链条传动和齿轮传动的特点(约26分钟)
1、师:刚才,我们已经了解了传动装置中的链条传动和齿轮传动,那么它们有什么特点呢?我们先来看看这两幅图片:老式自行车和现在的自行车,看一看这两辆车在骑的时候有何不同?
2、引导学生注重关注现代自行车的链条传动,而且明显的是前齿轮大,后齿轮小。而老式自行车着重是直接通过脚蹬来驱动前轮行驶的。那现在的自行车为什么要设计成用前齿轮大后齿轮小的链条传动,而不是后齿轮小前齿轮大的链条传动,或者继续使用老式的直接通过脚蹬来驱动前轮行驶再或者采用我们刚才所学的齿轮传动呢?
(一)研究链条传动
1、猜测:为何不用老式的直接脚蹬或后齿轮小前齿轮大的链条传动,而采用前齿轮大后齿轮小的链条传动。
预设:学生猜测现在的设计省力。
师:省力也就是说,大齿轮转动一圈小齿轮会转动好多圈,是不是?那你怎样来设计实验验证。学生一边说,教师一边出示表格。当然学生不可能说得很完整,教师最终出师表格时再讲解一下表格。
师:说的真好,在实验时应注意什么,才能让实验的结果更准确?
同学们说得不错,希望你们能注意这些问题:
(1)要有分工,有人数大轮圈数,有人数小轮圈数,才准确。
(2)应该在大小轮子相同位置上做好记号,准确数出几圈。
师:下面就开始实验吧!
2、到底是不是同学们所猜测的那样呢?请学生们利用老师所给的材料实验一下。
3、学生汇报表格,将一组的实物投影展示。从这组数据你的出了什么结论?
采用大齿轮在前小齿轮在后的链条传动,当大齿轮转动一圈时,小齿轮转动多圈,这样自行车后轮也随着转动多圈,行驶的路程也较远这样也就省力;而如果采用小齿轮在前大齿轮在后,那小齿轮转动很多圈后,大齿轮才转一圈,那也就是你蹬了很多下自行车后轮才走了一圈自然费力。再看老式车你蹬一圈,才走一圈。和大齿轮在前小齿轮在后的链条传动比起来还是费力吧。所以现在的车轮才会采用这种方式传动。
4.而且,同学们在看链条传动还和大小齿轮的齿数有关系,数一数。你又发现了什么?师讲解一个16齿的齿轮会使一个8齿的齿轮转速增加一倍。
5.那哪位同学来数一数老师带来的自行车的齿轮,并根据他们的齿数算出小齿轮的转速?请一会的学生上台数大小齿轮数。并计算。也就是完成书中14页的题目。
6、小结:原来采从链条传动可以通过改变运动的速度。采用大齿轮在前小齿轮在后的链条传动可加快物体的运动,而采用小齿轮在前大齿轮在后的链条传动则会减缓物体的运动速度。
7、过渡:那为何我们不采用齿轮传动呢?研究齿轮传动的特点。
(二)研究齿轮转动的特点
请生说
预设:学生说出齿轮转动是方向相反的,脚不好蹬也就是两个齿轮之间距离太短。
1、那齿轮传动,大齿轮和小齿轮之间的转速是不是和链条传动一样呢?下面我们来研究一下。这个实验可以怎样设计呢?
2、是在学生思考的基础上再加以完善,出示实验表格。
3、学生汇报表格,将一组表格实物投影展示。从这组数据你得出了什么结论?
采用大齿轮在前小齿轮在后的齿轮传动,当大齿轮转动一圈时,小齿轮转动多圈,;而如果采用小齿轮在前大齿轮在后,那小齿轮转动很多圈后,大齿轮才转一圈;同时无论是哪种方式,都会改变运动方向。(师相机板书:改变运动速度)
(三)比较链条传动和齿轮传动的异同点
1、师谈话:看板书,看看这两种传动方式有什么相同和不同的地方?
2、学生交流。
3、教师小结:链条传动和齿轮传动相同点是:这两种传动方式都可以改变运动速度,而且都是当大齿轮在前转动一圈时小齿轮会转动多圈,小齿轮在前转动多圈大齿轮才转动一圈;不同点是:齿轮传动不能较长距离的传递力,而链条传递可以较长距离的传动。(师板书:相同点不同点)
4、师:那现在你清楚为什么我们的自行车会采用链条传动了吗?请生说,师在此基础上总结:老式自行车不省力,而采用齿轮传动两个齿轮间距离太短,脚不好蹬。所以,链条传动是最合适的。
(四)拓展
1、课件出示:钟表的内部齿轮构造。同学们,这属于什么传动?(齿轮传动)
2、那这些齿轮的方向及运动速度又是怎样的呢?课外同学们可以去研究一下。
利用老师给大家提供的材料,以小组为单位组装传动装置,学生试着亲自动手,小组合作,组装任意一种传动装置,并说明动力是怎样传递的。指导注意:①齿轮的齿要相互啮合。②摇动时用手柄。
2、展示小组合作成果,并说明动力传递的方式。
3、师:现在我们利用组装好的传动装置来玩一玩,看看哪组发现的多。
4、生小组尝试、汇报
师:说的真好,在实验时应注意什么,才能让实验的结果更准确?
同学们说得不错,希望你们能注意这些问题:
(1)要有分工,有人数大轮圈数,有人数小轮圈数,才准确。
(2)应该在大小轮子相同位置上做好记号,准确数出几圈。
师:下面就开始实验吧!
5、学生分组活动,按照表格,实验并记录,寻找特点。
6、学生汇报实验结果,并说说得出什么结论。
学生总结链条传动的特点:传动的方向一致,大轮传动的速度比小轮慢(板书:方向一致、大轮慢)
举出生活中见过的链条传动的例子,并想一想链条传动有什么作用。(链条传动可以最大限度传递力,也可以远距离传递力,但工作动力不能太大,因为受到链条的承受能力的限制)
学生总结齿轮传动的特点:传动的方向相反,大轮传动的速度比小轮慢。(板书:方向相反、大轮慢)
举例说明生活中的齿轮传动装置,并说明其作用
思考:一个齿轮能否发挥作用?(引导学生明确必须组成齿轮组才能发挥作用)
7.比较两个实验,寻找链条传动与齿轮传动的相同和不同。(都是传递力量,大轮与小轮的转动速度都是大轮慢,方向二者截然相反)
【设计依据】小学科学课标强调“以学生的探究活动”为中心,设计探究实验最能锻炼学生的探究能力,培养学生实事求是的精神。
四、拓展及总结(约4分钟)
1、学生谈学习本课的收获。
2、课后拓展作业:出示P14题目(1)想办法研究自行车蹬一周脚踏板,后轮转几圈。(2)量量自行车车轮转一圈,在地上行进多长距离。完成作业P76画出自行车链条传动装置。下节课大家来交流。
【设计依据】1、学生把课堂兴趣延伸到课外,几乎每个学生都做了实验、做了记录。2、培养学生的自主探究能力和观察能力。3、缓解课时内容安排的压力。4、能关注生活中常见的简单机械装置。
说【板书】
6、 自行车车轮转动的奥秘
链条传动 方向一致 大轮慢
传动装置
齿轮传动 方向相反 大轮慢
课件16张PPT。6.自行车车轮转动的奥秘自行车的最早的起源18世纪末，法国人西夫拉克发明了最早的自行车。这辆最早的自行车是木制的，它的结构比较简单，既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，改变方向时也只能下车搬动车子。即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行车到公园兜风时，在场的人也都颇为惊异和赞叹。
世界上第一批真正实用型的自行车出现于19世纪初。2018-10-23自行车的演变1817年，德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。这种自行车虽然仍旧用脚蹬才能前行，但是可以一边前行一边改变方向，它一问世便引起了人们的极大兴趣。
法国人大量进行仿制，一时间，巴黎街头涌现出成百上千的自行车。在1830年，法国政府还为邮差配备了自行车作为交通工具。.随后，自行车的技术、性能不断得到改进。1839年，英国人麦克米伦发明了蹬踏式脚蹬驱动自行车，骑车时两足不用蹬地，提高了行驶速度。 1869年诞生的雷诺型自行车，车架改由钢管制作，车轮也改为钢圈和辐条，采用实心轮胎，使自行车更加轻便。 1886年英国的机械工程师斯塔利，设计出了新的自行车样式，装上前叉和车闸，前后轮大小相同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产 自行车部件用的机床，为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的道路，因此他被后人称为“自行车之父”。他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本一致了。
1887年，英国人劳森完成了链条驱动自行车的设计。同年，英国人邓鲁普研制出了充气轮胎。从此，自行车技术也完成了向商业化的转化，批量生产并投入市场。
观察下面两幅图， 看看有什么不同。现在的自行车车轮能够转动，是因为
链条将动力从踏板那里传到了后轮上。
像自行车链条这样的装置叫做“传动装置”。我来解答你还从哪些地方见到过传动装置？？？观察自行车的传动装置，
说一说自行车传动装置
的主要结构。主要结构：齿轮、链条。 2018-10-23传送装置：齿轮传动可以传递力，能改变齿轮传动的方向,改变齿轮转动的快慢。
无论齿轮朝哪一个方向转动，与它相邻的齿轮一定是向相反的方向转动。在齿轮传动装置中，相邻的两个齿轮转动方向有什么特点？
齿轮转动的速度取决于两个齿轮的大小
还与两个齿轮的齿数的比值有关，比如，一个16齿的齿轮会使一个8齿的齿轮的转速增加一倍齿轮传动中，齿轮转动的快慢与什么有关？2018-10-23链条传动的特点链条传动可以远距离的传递力，但工作动力不能太大，因为受到链条承受能力的限制。2018-10-23 链条的工作原理：
通过链条的位移、速度、加速度来形成一定的轨迹，
从而使链条滚轮中心的运动轨迹与理论的轨迹重合。2018-10-23齿轮的工作原理：
链轮由动轮和绕在链轮上的链条组成。
齿轮上制有特殊齿形的齿.
工作原理是依靠轮齿与链节的啮合传递运动和动力。 链条传动和齿轮传动相比的缺点：
链条的磨损变形速度更快
使用噪音更高
传动功率和传动速度较低。
