第一单元神奇的机械

第一单元神奇的机械

1.1、什么叫机械

教学目标

过程与方法

●能够通过观察和实验发现传动装置的结构和作用；

●会组装一个皮带传动装置、齿轮传动装置和链条传动装置。

知识与技能

●知道几种传动装置的结构与功能；

●知道怎样来传递运动和能量。

情感、态度与价值观

●喜欢进行有关传动的研究活动，并从中体验其乐趣；

●留心观察所见到的机械中的传动装置。

学生准备：带一些会运动的玩具如玩具赛车、跳蛙、回力汽车等。

教学过程设计

一、观看录像，导入新课。

1、谈话：我知道同学们都爱看动画片，下面就播放动画片《木偶奇遇记》的片断。

2、提问：第一个运动的物体和最后一个物体之间隔得很远，而且根本没有任何接触，可为什么仍然能够引起最后一个物体的运动呢？讨论交流。

3、再次观看录像，欣赏动力传递的过程。

4、结合录像解释：这些可以把动力传到另一个地方的装置叫做“传动装置”。

5、提问：你还在哪些物体上见到过传动装置？你能描述一下这种装置的结构吗？（教师适时出示并操作某些有代表性的物体，展示物体的传动装置和传动方式。）

6、谈话：这些传动装置是怎么样传递动力的？常见的动力传递方式有哪些呢？今天我们一起来研究——《动力的传递》。（板书课题）

二、探究几种传动装置的结构和功能。

（一）、探究皮带传动的特点。

1、教师出示一个皮带传动装置，操作演示。学生观察：这个传动装置是由哪些部件组成的？

2、认识皮带传动装置的结构：一根皮带、两个大小不同的轮子。

3、教师操作皮带传动装置，学生观察轮子的运动状态。

4、交流讨论：当大轮运动时，小轮是何种状态？大轮和小轮的运动方向是怎么样的？大轮和小轮转动的快慢一样吗？动力是依靠什么传递到小轮上的？

5、讲解：我们把这种传动方式叫做“皮带传动”。皮带将运动和能量从一个轮子传到另一个轮子上，带动了轮子的转动，也决定着轮子运动的方向。

6、分组操作实践。

⑴各组学生利用工具箱里的器材组装一个皮带传动装置模型；

⑵设法将大轮和小轮按照相反的方向同时转动，画下皮带传动的示意图；

⑶记录下大轮和小轮的转动方向和快慢。

7、交流汇报，操作演示。

8、讨论：皮带传动有什么特点？

9、小结：皮带传动装置一般是由一根皮带和它所连接的两个轮子或滑轮组成的。通过皮带，一个轮子的转动被传到另一个轮子上。皮带传动可以传递力，能改变轮子转动的快慢，能改变轮子转动的方向。 10、欣赏：利用课件展示皮带传动装置运动的画面，了解皮带传动装置在机器运动中的作用和在日常生活中的应用。（如洗衣机、电梯、缝纫机、游乐场里的旋转玩具、工厂里的机器、农村的脱粒机、拖拉机等）

（二）、探究齿轮传动的特点。

1、电脑演示、放大座钟内部的传动装置，观察：传动装置的结构跟皮带传动装置有什么不同？

2、观察传动装置的运动状况，了解此种传动方式叫“齿轮传动”。

3、分组操作实践：

各组学生利用工具箱内提供的材料做一个齿轮传动装置，研究它的传动特点并填写实验记录：

⑴按顺时针和逆时针的方向转动齿轮A，观察发生的现象。

⑵增加一个齿轮，依次转动每一个齿轮，观察另外两个齿轮转动的方向和快慢。

依次转动每一个齿轮，记下另外两个齿轮的方向和快慢。

A B C

方向 快慢 方向 快慢 方向 快慢

转动 A * * B * * C * *

4、汇报实验现象，交流实验收获。

5、讨论：

⑴在齿轮传动装置中，相邻的两个齿轮转动方向有什么特点？

⑵齿轮传动中，齿轮转动的快慢与什么有关？

6、小结：齿轮传动装置由两个或多个齿轮组成。齿轮传动可以传递力，能改变齿轮转动的方向、能改变齿轮传动的快慢。无论一个齿轮朝哪个方向转动，与它相邻的齿轮一定是向相反的方向转动的。要使两个相邻的齿轮朝同一个方向运动，必须在两者之间再加入一个齿轮。齿轮的旋转速度取决于两个齿轮的大小，还与两个齿轮齿数的比值有关，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。

7、扩展阅读：几种齿轮传动的装置（教材15页）。

普通齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、伞形齿轮传动、内齿轮传动

8、比较：皮带传动和齿轮传动各有什么优点和缺点？

（皮带传动可以远距离传动，但容易损失动力；齿轮传动可以最大限度地传递动力，但必须近距离。）

9、设疑：你能不能设计出一种既可以远距离传动，又可以最大限度地传递动力的传动方式呢？

（三）、探究链传动的特点。

1、依靠一根结实的链条可以很好地解决这个问题。教师操作演示链传动装置，学生观察两个轮子的运动方向和运动速度。

2、交流发现。

3、操作实验器材，体验链传动的特点。

4、比较：链传动与皮带传动、齿轮传动之间的联系和区别。

（链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。）

三、巩固应用，迁移拓展。

1、谈话：各组学生分别观察自己小组带来的玩具，找一找玩具的哪个部分是起传动作用的，说一说它们分别属于哪一种传动方式。 （电动赛车里应用的是齿轮传动、音乐盒里应用的是齿轮传动、自行车应用的是链条传动……）

2、提问：你在生活中还见过哪些机器分别运用了什么传动方式呢？

3、拓展迁移：

⑴玩一玩：

将两只注射器装满水，用胶管连通，推动或者拉动其中一只注射器的活塞，观察另一只活塞的运动，说一说其中的道理。

⑵了解我们周围还有哪些类型的传动装置。

1.2、怎样抬高讲台

教学目标：

过程与方法

●能够搜集生活中应用杠杆原理的事例说明杠杆的作用；

●会做杠杆原理的探究实验，并根据数据对杠杆原理进行解释。

知识与技能

●知道杠杆是可以围绕固定点转动并提升重物的撬棒；

●知道使用杠杆时的三种情况：省力、方便、平衡。

情感、态度与价值观

●喜欢进行科学探究活动，并从中体验和感受乐趣；

●留心周围事物，关注有关机械的使用和研究。

教学准备

1、 教师准备：

演示实验器材：果糖罐头、螺丝刀、一根比较结实且长的木棍、支撑用的木墩；

分组实验器材：简单机械实验盒、杠杆尺、铁架台、钩码、弹簧秤等。

2、学生准备：

铅笔、硬币、尺子，生活中常用的各种工具（剪刀、钳子、镊子、开瓶器等）。

教学过程设计

一、创设情境，导入研究主题。

1、谈话：老师需要你们帮我解决一个问题，我想在下课后给你们每人一颗糖，可是开不开罐头。你们谁能帮助我？

【说明】起先不提供任何工具，让学生直接用手开；如果打不开，再问操作者是否需要什么工具来帮忙。

2、操作者说说自己的感受和体验。

3、提问：如果现在要你移动的不是罐头的盖子而是一块你根本搬不动的大石头，你怎么办？（学生讨论并发表意见）

4、操作演示后揭示：这种用来撬开或者提升物体的工具叫杠杆，是人们最早使用的最为简单的机械之一。相传古埃及人就是用这种“棒”搬动巨石，建造了金字塔。

5、谈话：这些“棍”、“棒”有什么特点？它们为什么能产生如此大的力？今天我们就来研究这种能撬动大石头的装置——杠杆。

【评析】真实情境中的问题解决是调动学生学习积极性的“兴奋剂”。学生在实践活动中的亲身投入和丰富体验使他们对“杠杆”这一简单机械产生了强烈的兴趣，从而能够以饱满的情绪投入到学习活动之中。

二、认识杠杆的结构，探究杠杆的功能。 1、谈话：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒叫杠杆。所以要构成一个杠杆，必须有哪些材料？

（一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。）

2、教师画杠杆的示意图，引导学生结合示意图分析，认识杠杆的支点、动力和阻力等。

支点：杠杆绕着转动的点（常用O表示）。

动力：使杠杆转动的力（常用F1表示）。

阻力：阻碍杠杆转动的力（常用F2表示）。

动力作用点：施加动力的点。

阻力作用点：承受阻力的点。

3、游戏实践：

⑴利用木棍和小木块组成一个杠杆，学生自己了解杠杆的结构，巩固杠杆不同部分的名称。

⑵比比谁的力气大？

推荐一位班里力气最大的学生和一位力气最小的学生上台，利用杠杆来比比谁的力气大。

⑶讨论：为什么在这次比赛中力气小的同学能够以弱胜强？谁帮了她的忙？

4、提出问题：为什么使用杠杆可以将自己的力放大呢？杠杆为什么能够省力？支点、力点、重点三者之间的距离远近是如何影响搬动物体所用力气的大小的呢？

5、分组实践操作活动。

⑴要求每个小组有一把尺子、一支铅笔和一些硬币。

⑵把铅笔（支点）放在尺子的中间刻度下方。

⑶在尺子两端各放一枚硬币，观察发现了什么。

⑷指导学生记录他们的观察结果。

⑸预测：如果在尺子一端的一枚硬币上再加一枚，会发生什么？

⑹做测试，并记录结果。

⑺找出一种方法，在尺子的一端放两枚硬币而使尺子仍然保持平衡，实验并记录他们的答案。

⑻在尺子两端放不同枚硬币的前进下，寻找到多种使尺子平衡的方法。

6、分析讨论实验数据。通过实验你有什么收获？

7、讨论：

⑴杠杆是否都省力？

⑵杠杆在什么情况下省力？在什么情况下费力？在什么情况下不省力也不费力？（作简单示意图表示。）

三、巩固应用、拓展延伸。

1、认一认大家带来的工具，你知道是怎么使用的吗？

2、说说杠杆在日常生活中的应用。

⑴生活中有哪些省力的杠杆？（剪刀、起钉锤、开瓶器、撬棒、老虎钳、手推车、夹壳器、园艺剪刀等。）

⑵生活中用到哪些费力的杠杆？为什么费力还要用它？它还有什么作用？（铁锹、扫帚、镊子、钓鱼杆等，因为使用它们可以使操作活动变得更加方便。）

⑶生活中哪种杠杆既不省力也不费力？（天平、跷跷板）

3、观察课本插图：哪些是省力的？哪些是费力的？ 4、讨论：阿基米德曾经说过，如果能找到一个支点，就能把整个地球撬起来。他说得有道理吗？你觉得是否可行？

5、拓展活动：动手制作一个垃圾箱。

1.3斜坡的启示

教学目标：

过程与方法

●能够通过观察，描述斜面构造上的要素；

●能够就斜面要素与用力大小的关系提出疑问，了解问题的需要，探究可能的答案；

●能通过实验验证斜面省力的原理。

知识与技能

●知道斜面是简单机械之一，了解它的结构特征及组成；

●知道斜面及其变形——螺旋的功能及作用；

●了解斜面在生产、生活中的应用。

情感、态度与价值观

●通过科学实验活动，体验和感受科学探究的乐趣；

●关注身边的简单机械的应用。

教学准备：

1、教师准备：

⑴演示材料：盘山公路、桥梁的引桥等图片和电教课件、斧子、葡萄酒开瓶器、瓶子上的盖子、水龙头、螺丝钉、一段圆木等。

⑵分组实验器材：一个封闭的重盒子、长短不同的木板、铁架台或其他支架、弹簧秤、滑轮组、书、各种螺钉、各种楔形或螺旋的工具、三角形纸片。

2、学生准备：拉链、带盖子的塑料瓶等实物。

教学过程设计

一、设置情境，引入斜面。

1、提问：我们已经学过了哪几种简单机械？这些简单机械各有什么作用？

2、谈话：假如有一个沉重的机器要你从低处搬到高处，你会怎么做？小组讨论，并利用身边的现有材料操作演示搬运活动。

3、交流，比较：哪一种方法搬运起来更容易些呢？

4、小结：利用斜坡，搬运工作会简单许多。用了斜坡，将沉重的机器用手推车推到高一点的地方就不是很困难了。（画示意图）

二、观察斜面，分析斜面要素。

1、利用多媒体出示盘山公路、桥梁的引桥、楼梯等的图片，引导学生观察：这些事物有什么共同的特点？

2、交流、归纳总结：都可以将物体提升到一个高度；都具有一个倾斜面。