1.3《 滑轮、轮轴与齿轮》教案
一、教学目标
(一)知识与技能
1.知道利用机械可以提高工作效率,了解一些简单机械——滑轮、轮轴等。
2.了解滑轮、轮轴和齿轮在生活、生产中的应用。
(二)过程与方法
1.培养学生观察、比较和分析问题的能力。
2.培养学生提出问题和实验操作的能力。
3.学习使用工具和解释使用工具的意义。
(三)情感态度与价值观
1.认识到科学是不断发展的。
2.意识到科学技术会给人类与社会带来好处。
3.尊重证据,愿意与他人合作学习和探究问题,分享他人的智慧。
二、教学重点
了解一些滑轮、轮轴和齿轮的特点。
三、教学难点
通过对研究主题的观察、比较和分析,知道利用机械可以提高工作效率。
四、课时安排
1课时。
五、教学准备
相关的图片和道具。
六、教学过程
一、情景导入:
问题:吊车的力气真大!是什么让吊车能轻松地吊起沉重的钢材呢?
质疑:观察吊车图片,吊车上的轮子到底起什么作用?
二、活动一:几种奇特的轮子
导入:为了研究轮子中蕴藏的科学道理,我们就要找出身边常见的一些轮子。
讨论:这些轮子的外形有什么特点?你知道它们为什么要做成这个样子?
交流:请学生介绍自己的想法和意见,教师对答案进行梳理和完善,引导学生认识几种不同的轮子。
小结:认识三种不同的轮子。
滑轮:轮子的边缘带有槽。
轮轴:大轮和小轮叠在一起,由大轮(通常是把手)带动小轮(转轴)转动。
齿轮:轮子边缘带齿。
拓展:这三种轮子在生活中比较常见。我们还能找出生活中什么地方用到了这些轮子?
三、活动二:研究滑轮的作用
导入:这是两个滑轮的图片。大家能找出这两个滑轮有什么不同吗?
小结:
定滑轮:固定在支架上的滑轮。
动滑轮:随着重物上下移动的滑轮。
问题:这两种连接方法不同的滑轮在使用中作用是否相同?我们能设计一个实验来检验自己的想法吗?
指导:介绍测力计,引导学生利用测力计进行数据测量。
活动:小组活动。学生根据小组选定和优化的实验方案,分小组利用滑轮、钩码和测力计进行实验,记录和分析实验数据,分别研究动滑轮和定滑轮吊起相同重物时,用力的方向和大小有什么不同。
交流:请各小组介绍本小组的实验数据以及观察的发现,教师帮助学生进行梳理和完善,引导学生从数据的分析中了解动滑轮和定滑轮的特点。
小结:定滑轮:可以改变用力方向,但不省力。
动滑轮:不能改变用力的方向,可以省力。
四、活动三:制作小吊车
教具:出示铁架台、钩码、两个小滑轮、绳子。
导入:这里有一些实验用的材料,大家能不能把这些材料组装成一个可以搬运重物的滑轮装置呢?
活动:分小组动手制作一个符合要求的滑轮装置。
问题:这个滑轮装置在搬运重物中,有什么特点?是不是省力滑轮?
活动:小组活动。各小组学生利用测力计测量本小组设计和制作的滑轮装置,并将实验数据记录在实验表格中,并进行分析。
交流:请各小组介绍自己的实验数据和发现,教师引导其他同学进行质疑、梳理和完善,引导学生从数据的分析中发现滑轮装置的特点。
小结:动滑轮和定滑轮各有其优点和缺点。如果合理组合利用,就能设计一个既省力又能改变用力方向的滑轮装置——滑轮组。
最简单的滑轮组是由一个动滑轮和一个定滑轮组成。使它们互相搭配,就能充分发挥滑轮的各自优点,组成一个既省力又能改变用力方向的滑轮装置。
五、活动四:拔河比赛
导入:琪琪和波波进行拔河比赛,会出现什么结果呢?
交流:学生进行讨论,发表自己的意见,老师引导学生从定滑轮的作用特点去分析。
问题:如果琪琪利用动滑轮与波 波进行拔河比赛,会出现什么结果呢?
小结:使用定滑轮可以改变用力的方向,但不省力,所以波 波比琪琪力气大,波 波赢了;使用动滑轮可以省力,但不以改变用力的方向,所以虽然波 波比琪琪力气大,但是琪琪只需要较小的力气就可以拉动波 波了。
六、活动五:寻找生活中的轮轴
导入:在前面的学习中,我们知道了可以利用动滑轮和定滑轮的不同特点来设计工具,使我们的生活和生产活动更为方便。其实,还有一些其他类型的“轮子”,也是我们工作中常用的简单机械。
问题:在这些工具中,哪里藏着轮轴?请尝试把它们找出来。
讨论:小组讨论。轮轴的外形有什么特点?为什么要把轮轴设计成这种结构?
小结:大轮和小轮叠在一起,由大轮(通常是把手)带动小轮(轮轴)转动的轮子就叫轮轴。
拓展:生活中常运用轮轴。我们还能在哪里找到轮轴?这些轮轴起到什么作用?
七、活动六:研究轮轴的作用
导入:不借助任何工具,仅用双手能把螺丝拧进木板里吗。
引导:使用螺丝刀能更省力、更轻易地把螺丝拧进木板里,这是因为螺丝刀的柄和杆起到了轮轴的作用。螺丝刀的柄相当于“轮”,螺丝刀的杆相当于“轴”。
活动:分别把钳子、扳手、螺丝刀和钉子伸进带环的螺丝中,比较哪种工具使用起来更容易、更省力。
小结:轮轴中的轮子越大就越省力。
八、活动七:研究齿轮的作用
导入:除了滑轮、轮轴以外,还有一种常见的轮子——齿轮。
媒体:播放“齿轮” 视频。
问题:齿轮的边缘都有许多大小不同的齿。齿轮有什么作用呢?
小结:在相互咬合的大小两个齿轮中,动力可以由大齿轮传递到小齿轮,也可以由小齿轮传递到大齿轮;两个齿轮的转动方向相反;小齿轮转动速度快,大齿轮转动速度慢。
九、拓展:齿轮传动装置
导入:除了普通齿轮以外,还有各种形状的齿轮。
问题:这些齿轮是怎样传递动力呢?
引导:引导学生分析各种齿轮传递动力的特点。
小结:动力可以从一个齿轮传递到另一个齿轮,并改变运动状态。