拱形的力量

中学部教师教学案

年级：六上 学科：科学 任课教师：

课题：2.3拱形的力量 日期：

课型：三课型 主备人：

教学

目标 1.根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。

2.知道拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。

3.了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

教学重点 知道拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。

教学难点 能够根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况

中考考点

教学过程 学生活动 个人备课

第一课型 预学课

魅力导入：

一、自主寻疑

（一）自学寻疑

同学们自主浏览课本第31-32页的知识，完成以下任务，能够确定答案的直接作答并在课本上用铅笔做标记，未能确定答案的在题号用“？”标记。学生有疑惑举手示意，老师巡视，针对学生出现的问题个别指导。

知识点一 测试纸拱

1、把拱足固定，纸拱能承载多大的重量？

2、随着纸拱承重力的增加，形状有什么变化？

知识点二 拱形承重的秘密

（二）寻疑暂存

二、合作释疑

三、当堂巩固

四、预学检测

检测训练

1. 为了增强桥的抗弯曲能力，我们一般都会将桥设计成____。

2. 许多桥梁都建成拱形，主要是为了（ ）。

A. 更加美观 B.节省材料 C.更加牢固

3. 要使纸拱能承受更大的压力，并且形状保持不变，可以（ ）。

A.抵住纸拱的外推力 B.增加纸拱的厚度 C.减小每个垫圈的质量

自主完成任务，在课本上做好圈点勾画。

自主完成检测，对疑难问题做标记。

第二课型 精讲课

一、知识回顾

二、点拨释疑

（一）自学寻疑

知识点一 测试纸拱

1、把拱足固定，纸拱能承载多大的重量？

2、随着纸拱承重力的增加，形状有什么变化？

1）抵住拱足使它不变形，就能承受更大的重量

拱形的力量科学课教案：用拱形结构打造未来的建筑

一、学科交叉

1. 数学：拱的形状和力学特性。

2. 物理：拱的荷载和支撑原理。

3. 工程：拱的应用和设计。

二、教学内容

1. 拱形的介绍

拱形是指在两个或多个点处的线，经过不同的曲线形线构成的形体。同样的，拱形结构就是由若干个简单曲线的拱形构成的建筑结构。拱形结构天然具有稳定性，并且可适用于大跨度建筑，适用于建设摩天大楼、桥梁、体育馆等多种建筑类型。

2. 拱的力学特性

拱形结构的最大优点是其强度，由于受力的原理存在支撑，当荷载承载的面积越大时，支撑的压力就越小，因此拱形结构通常可以达到更好的支撑效果。造型上也可以采用拱形的变化，如鱼骨型拱形、梳形拱形等等。这些形式可以用在建筑的外观设计中，也可以应用在内部的空间设计上。

3. 拱的荷载和支撑原理

拱形的荷载和支撑原理对于建筑师来说是极为重要的，因为这是建筑谋求稳定的关键。荷载的作用会向下逐渐传递，称为土压力效应，这也使得拱形结构相对更加稳定。 传统拱形结构的支撑方式是采用若干个立柱，以相互承载的方式来得以支撑。但是近代拱形建筑的支撑方式已经不再如此简单，不仅可以采用玻璃幕墙，也可以采用其他方式，比如悬臂式等。

4. 拱的应用与设计

由于拱形结构的优越性，它的应用也越来越广泛。像埃菲尔铁塔、凯旋门、鸟巢等等，都是采用拱形结构来采造的。在设计上，建筑师可以通过控制拱形的长短、高低、粗细、尺度和曲线等方面来实现空间鲜明、造型新颖的效果。此外，在材料的选择方面，拱形结构也是比较灵活的，可以采用木材、钢结构、混凝土等材料，以满足不同设计的需求。

三、教学目标

1. 了解拱形结构的优越性和力学原理。

2. 掌握拱形结构的应用与设计。

3. 形成对于拱形结构在未来建筑中的重要性和发展趋势的理解。

四、教学过程

1. 引入

谈论一下现代建筑在构造方面的发展，引入拱形结构在其中的重要性。

2. 讲解

详细介绍拱形结构的特点、支撑和荷载原理、应用和设计的方面。

家乐园小学科学分组实验报告单

时间（ ）班级（ ）组别（ ）

组长（ ）任课老师（ ）

2

实验名称 不同力抵住拱足的对比试验

实验目的 通过对比试验，使学生知道抵住拱足的力不同，拱承载的重量就不同。

实验器材 书 、铁垫圈、硬纸板

我的猜测 抵住拱足的数量越多，承受的铁垫圈个数越多。

实验过程

抵住拱足的数量 实验次序 承受的铁垫圈的个数

第一次

第二次

第三次

平均数

2本

4 3 4 4

4本

6 5 6 6

6本

8 9 9 9

实验结论

抵住拱足的数量越多，承受的铁垫圈个数越多。

《拱形的力量》教学设计

云南省曲靖市陆良县板桥镇板桥学校 资瑜彬

【教学内容】

教育科学出版社《科学》六年级上册第二单元第三课第31、32页。

【教材分析】

《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。在本课中，提出了一种新的形状──拱形。拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。拱形结构有的书又叫推力结构，它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。研究拱形的承重特点更具趣味性和挑战性。教材精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形的结构特点是把受到的压力分解成向下和向外的推力，通过提出问题──尝试──总结经验──改进实验，再尝试──在获得成功的探究过程中找到拱形承受巨大压力的原因，认识拱形受力的特点．

【教学目标】

1．认识拱形结构和拱形受力的特点,了解拱形结构在建筑上的应用。

2．让同学们在快乐中学习，感受到小组合作的重要性。

3．能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题，得知拱形承重的秘密。

4．通过学习拱形的力量能够想到或应用到生活中去。

【教学重点】

弄清拱的受力原理，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。

【教学难点】

拱形受力向下向外传递给相邻部分，使拱形结构结合的更加紧密。

【教学准备】

做拱的纸、相关的图片资料、硬币若干、搭瓜皮拱的南瓜、小刀。

【教学过程】

教学环节 教学步骤 教学活动

一、激趣导入

1．介绍赵州桥的坚固

2．出示拱形建筑图片，认识图片上的建筑。

3．教师演示一张纸。

4．揭示课题 赵州桥建于1000多年前,经历了无数次的战乱、水灾和地震，至今仍然完好无损。它不但坚固而且美观，你想不想知道它为什么那么坚固吗？我们一起去找原因。

师问：图中有相同的形状吗？举生活中的拱形例子，那你们知道这些建筑为什么都要做成拱形呢？

师：看一看老师手中的这张纸，我把它平放在两手之间，它就要塌下去了，它连自身的重量都承受不起，如果老师把它做成拱形的，它就不再塌了。这样柔软无力的纸，做成拱形后怎么就变得“坚硬”起来了呢？拱形到底有什么秘密呢？