【文章內容簡介】 用實驗研究探究定、動滑輪的作用。【教學難點】認識起省力的大小關系和規(guī)律?！窘虒W準備】鐵架臺、線、滑輪、鉤碼 【教學過程】一、導入新課提問導入：不管是在城市還是在家村，都有許許多多的建筑工地，參觀這些忙碌的建筑工地，我們會有很多的發(fā)現(xiàn)。（學生自由表述自己所看見的，并說說自己有些什么問題）起重機是怎樣把那么重的物體送到高空去的呢？二、研究滑輪組的作用滑輪組的定義引入原來，起重機內發(fā)揮作用的是滑輪組，那么什么是滑輪組呢？（把動滑輪和定滑輪組合在一起使用，就構成了滑輪組。）觀察結構圖P14，理解滑輪組的構造。實驗探討簡單滑輪組的作用。a)小組合作組裝一個最簡單的滑輪組。b)試用這個最簡單滑輪組吊起一個1000克的重物需要多在的力？ 請學生猜想，c)學生分組實驗，分別用這個滑輪組吊起不同重量（學生自己定）的重物，并和直接吊起該重物的力比較，能發(fā)現(xiàn)什么？（實驗要求：明確分工。擬定實驗計劃草案后實行。進行實驗并作好實驗記錄。4）匯報交流，說說有一個動滑輪的滑輪組的作用。（在這里可能會出現(xiàn)重物比較輕的時候省力效果不明顯，但隨著重物的增加，省力效果越明顯，越趨向于省一半的力）實驗探討有2個動滑輪的滑輪組的作用。1）提出疑問：如果增加滑輪組的數(shù)量，（例如用2個動滑輪和2個定滑輪），用力大小會怎么變化？（2）用與前面實驗相同的方法進行實驗，記錄實驗情況，并分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論。三、游戲體驗小個子戰(zhàn)勝大力士：游戲規(guī)則見教材P15 1）出示游戲器材，找2個大個子學生和一個小個子學生參加游戲。2）要求沒有直接參加游戲的同學對數(shù)據(jù)進行記錄，尋找其中的規(guī)律。3）、說出自己的發(fā)現(xiàn)學生自由表述自己的發(fā)現(xiàn)并從這個游戲中明白了什么？ 從我們的研究中明白為什么起重機能夠吊起那么重的物體。第七課斜面的作用【教學目標】科學知識：認識像搭在汽車上的木板那樣的簡單機械叫斜面，斜面可以省力。過程與方法：制訂一個簡單的研究計劃并用實驗的數(shù)據(jù)來說明斜面的省力規(guī)律。情感態(tài)度價值觀：積極參與科學實驗，愿意與同學進行合作交流?！窘虒W重點】認識斜面是如如何省力的?！窘虒W難點】如何把學到的知識運用生活中去。【教學準備】1塊搭斜面的平木板，4個不同高度的小物品（橡皮等）、鉤碼、測力計、實驗計劃表?！窘虒W過程】一、結合影視導入新課播放學生喜愛的《頭文字D》動畫片的賽車過盤山公路的錄象。提問：雖然動畫片很精彩，但是我們有沒有想過一個問題“山上的公路和平地上的公路有什么區(qū)別？為什么要這樣修建？”（學生自主思考猜想原因，并當眾發(fā)表。）二、探究斜面有什么作用提出一個簡單任務：老師要把這個大木桶搬到講臺上來，有什么好方法？（學生拓展思維：滑輪組吊、杠桿撬……）今天老師就介紹一個更簡單的機械叫斜面。（示范用木板把木桶滾上講臺）斜面概念引入：像這樣搭在高臺邊緣上的木板那樣的簡單機械，叫做斜面。跟據(jù)老師提出的情境得出的問題：斜面能省力嗎？我們能設計一個實驗來研究這個問題嗎？分組研究斜面是否能夠省力。實驗要求：1）指導如何用測力計測斜面上的拉力。（拉動中，當測力計處于勻速運動時，讀出其讀數(shù)）2）小組討論設計實驗方案；反饋交流實驗方案。3）分工提升不同的物體（每人一次，每次操作3遍）4）在操作員操作的時候，其他同學注意觀察，并取其正確的值，做好記錄。斜面的狀況 提升不同的物體 我們的發(fā)現(xiàn)A B C D 直接提升物體的力沿斜面提升物體的力對研究結果作出分析，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。（發(fā)現(xiàn)同一物體從斜面拉上用去的力都小于直接把物體垂直提上去用的力，所以斜面可以省力）三、研究不同坡度的斜面提問：剛才我們在實驗過程中，和其他組的數(shù)據(jù)相比較，你還發(fā)現(xiàn)了什么？（發(fā)現(xiàn)每個組的用斜面拉上去所用力的大小不同，這是因為有的小組坡度高，有的小組坡度低）。那么坡度不同對于沿斜面拉物體所用的力也不同嗎？我們能不能設計實驗來證明一下？分組設計實驗，并分工合作完成實驗和記錄分析工作1）制定實驗計劃表（教師準備）實驗目的 研究不同坡度的斜面的作用 預測 坡度越大，用力越（）坡度越小，用力越（）要改變的條件不要改變的條件實驗設計2）交流計劃中的要點，并進行相互修改。3）分工合作進行實驗操作。（提醒：每個坡度做3次實驗，取平均值填入表中P17）直接提升物體的力 沿不同斜面提升物體的力(N)我們的發(fā)現(xiàn)2 3 44）觀察數(shù)據(jù)表格，討論發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律，進行總結。三、鞏固與拓展現(xiàn)在結合我們的生活說一說：如我們的盤山公路為什么會修成“S”型。）說說生活中還有哪些地方運用到了斜面工具？（螺絲、大橋……）用紙片演示螺絲的斜面。第八課自行車上的簡單機械【教學目標】科學概念：自行車運用了輪軸、斜面、杠桿等簡單機械的原理，是應用廣泛的交通工具。過程與方法：發(fā)現(xiàn)并分析自行車上更多的機械種類和作用情感態(tài)度價值觀：通過整理已認識的各類機械和機械的作用，一時倒機械與我們的生活密切相關?！窘虒W重點】對鏈條和齒輪的研究【教學難點】對其他簡單機械的原理解釋【教學準備】每個小組自帶一輛自行車（最好能變速）【教學過程】一、引入我國是一個自行車大國，自行車是重要的交通工具，那么自行車是利用一個怎樣的工作原理前進的呢？以前同學們可能覺得很神奇，但在你們學習完這章后再回頭來思考這個問題，那很多問題就迎刃而解了。二、對鏈條和齒輪的研究在自行車上的各個部分中，你最好奇的是哪個部分？（一般學生會指向鏈條和齒輪）思考：鏈條與兩個齒輪嚙合，能起到什么作用？觀察前后2個齒輪，你發(fā)現(xiàn)了什么？齒輪的大小對自行車速度有什么影響？對自行車的前后2個齒輪進行觀察研究，并做好記錄工作。觀察內容 記錄數(shù)據(jù) 大齒輪齒數(shù)小齒輪齒數(shù)大齒輪轉一圈，小齒輪轉幾圈？小齒輪轉一圈，大齒輪轉幾圈？小組內進行探究討論，發(fā)現(xiàn)2者之間的關系，并進行總結（大齒輪帶動小齒輪，轉動速度變（），小齒輪帶動大齒輪，轉動速度變（）。三、尋找自行車上的簡單機械自行車上應用了許許多多的機械原理，找找看，我們能在自行車上發(fā)現(xiàn)哪些簡單的機械的應用。和小組的同學交流，把大家的發(fā)出記錄下來。自行車部件 簡單機械類型 所起到的作用選擇一個自己感興趣的關于自行車的機械問題，和小組同學一起制定一個研究計劃，然后開展研究。四、本單元小結通過本單元的學習，同學們學到了哪些知識，現(xiàn)在我們就一起來回憶一下。指名學生發(fā)言，對學生沒回答完整的請學生補充，實在沒說清的由教師給出正確定義。并組合生活中的問題進行理解鞏固.。第二單元形狀與結構第一課 抵抗彎曲 【教學目標】 科學概念● 房屋、橋梁結構中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲?！?增加梁的寬度可以增加抗彎曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。過程與方法● 識別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出合理結論?！?用簡單實驗說明橫截面為長方形的橫梁為什么都是立著安放的。情感、態(tài)度、價值觀● 能夠大膽假設又能在實驗中小心求證。教學準備為小組準備：長度、寬度相同、厚度不同的紙條（相同的卡紙粘貼而成），長度、厚度相同、寬度不同的紙條；鐵墊圈、竹片或尺子。教師自己準備：有關的建筑圖片?！窘虒W過程】 教學過程：一、質疑導入新課在三年級時，我們研究過紙承受拉伸和彎曲的性能。說說紙承受彎曲的性能如何？（學生自由表述自己的想法和意見）（1）圖片導入了解：房子和橋梁都是依靠柱和梁支撐的。這要通過觀察、比較最簡單的房子和最簡單的橋的結構特點來認識。用板凳來比喻柱和梁，用板凳來比喻房子和橋梁，學生就容易理解房子和橋梁結構的共同點了，因為它們在結構上都和板凳是類似的。（2）通過對比讓學生認識到，柱子承受的壓力是要把柱子壓短、壓碎，這當然是很不容易的。橫梁承受的壓力要把橫梁壓彎、壓斷，這就比較容易了。所以，研究橫梁抗彎曲能力就很重要了。二、紙的厚度與抗彎曲能力的大小。在同學們的學習生活中用得最多的就是紙，那么你們在學習中特意去留心紙的特性了嗎？今天我們就一起來研究一下紙抗彎曲的能力與什么有關。1.、教師提出問題：薄的紙連自身重量都不能承受就彎曲了。那厚的紙呢？同學們猜想一下如果加大紙的厚度，紙的抗變曲能力會怎樣呢？（小黑板出示）通過同學的猜想會提出問題，在這個過程中教加強引導，把學生的注意力集中到：影響彎曲的因素上針對學生的疑問教師指導學生制定實驗計劃與實施中注意的問題。（1）注意實驗應控制哪些量不變。（2）怎樣表示紙的抗彎曲能力的大??？（3）表格設計：表1 紙的厚度抗彎曲能力的大小 預測實測并根據(jù)所得數(shù)據(jù)制成曲線圖進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。（本課時對學生實驗技能的得要培養(yǎng)）最后得出結論：增加厚度可以明顯地加強其承受重量的能力。三、平放還是立放。我們發(fā)現(xiàn)橋梁的橫截面一般是什么樣子的？觀察橋梁是怎樣安放的，通過今天的學習，請同學們說說這樣安放的理由。并用實驗來證明自己的理由。四、課堂小結提問歸納本節(jié)課學習的要點，指名這生回答教師給予更正完善。2形狀和抗彎曲能力 【教學目標】 科學概念● 改變材料的形狀，可以改變材料的抗彎曲能力。過程與方法● 做紙的形狀與抗彎曲能力關系的實驗。● 觀察瓦楞紙板的結構，作出解釋和提出問題。情感、態(tài)度、價值觀● 意識到小組合作做實驗進行探究的必要性?！?樂于根據(jù)觀察作出解釋和提出問題。教學準備為小組準備：實驗用的大小相同的紙若干張、鐵墊圈、膠水、包裝箱瓦楞紙板。教師自己準備：一些不同形狀的鋼、鋁型材樣品或相關圖片。教學過程：一、復習導入通過上節(jié)課的學習我們知道增加物體的厚度可以明顯地加強材料的抗彎曲能力，但這樣就要增加材料的用量。同學們還能為工程師想想其它的辦法嗎？二、瓦楞紙的研究我們平時看到的很多物品的包裝都用到一種紙，同學們知道這種紙的名字嗎？（這種紙叫瓦楞紙）感知瓦楞紙的特性同學人平時也接觸過這種紙，現(xiàn)在老師也為大家準備了這種紙。大家右以拿到手上感受一下并可以折一折，感覺一下它有多硬，抗彎曲能力如何？(分組感知紙的特性)實驗一：我們利用解剖的方法，觀察瓦楞紙的結構是怎樣的，看看各組成部分的厚薄和軟硬。(經過研究，我們產生的什么產生了什么問題或想法？準備怎樣繼續(xù)研究？)三、形狀與抗彎曲能力通過上面的實驗我們得出了一個最關鍵的問題就是：估計一下，什么樣的形狀有好的抗彎曲能力？實驗要求：不改變紙的長度，把紙折成不同形狀，預測并實際測試它們的抗彎曲能力。測度記錄：形狀預測抗彎曲能力實測抗彎曲能力小黑板出示問題：(1)與沒有折的紙比較，它們的抗彎曲能力增強了嗎？(2)比較這些形狀的紙抗彎曲能力的大小，試做出自己的解釋。(3)為什么有的鋼材或鋁材要做成“T”、“U”、“L”、“工”字或“口”字等形狀？四、總結通過學習我們用事實證明了，哪些結構和情況下材料的抗彎曲能力可以得到明顯的增強，指明學生加答教師補充完整。板書設計：拱形的力量 【教學目標】 科學概念● 拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，所以能夠承受很大的壓力。過程與方法● 根據(jù)觀察到的拱形產生的形變來推想它受力的狀況。情感、態(tài)度、價值觀● 認識到邊實驗邊思考，對不斷深入研究的重要性。教學準備為小組準備：做拱形的紙，鐵墊圈若干。教師自己準備：相關的圖片資料。學生自己準備：搭瓜皮拱的瓜皮、小刀。教學過程：一、激趣導入讓學生看一些拱橋的圖片。問為什么橋要做成拱形，特別是在古代，材料還不是很多，強度也不是很好的年代。其原因在那里？同學們原意和老師一起來解開這個千古之謎嗎？二、拱形承受壓測試。實驗：做一個紙拱，試試它能承受壓力嗎？學生分組進行實驗(要求學生做好分工與記錄)要求：測試紙拱能承受多大壓力。觀察紙拱隨著壓力的增強，形狀有什么變化。分組表述自己的實驗結果。三、讓拱形承受更大的壓力。提出問題讓學生自主解決：怎樣使紙拱能承受更大的壓力。提示：根據(jù)拱形受壓變形的現(xiàn)象，尋找克服變形的方法。學生組實驗：要求學生做好工，并注意哪些量是要求不變的。四、長壽的石拱橋通過資料讓學生感受我國歷史上豐富多彩和發(fā)達的造橋工藝。板書設計：找拱形 【教學目標】 科學概念● 圓頂形、球形等有和拱形相似的特點，可以承受很大的壓力。過程與方法● 用已有知識對常見弧形結構承受力的特點作解釋?！?發(fā)展觀察、聯(lián)想和邏輯推理能力。情感、態(tài)度、價值觀● 感受科學技術對我們生活的影響。教學準備為小組準備：完整的和對半剖開的乒乓球，完整的和剪開的塑料飲料瓶。教師自己準備：類似拱形、圓頂形和球形的物品或相關圖片，若干根相同的硬紙條（演示拱形拼成圓頂形和球形）。教學過程：一、引入。我們周圍有許多圓弧形的東西。它們和拱形有沒有關系？二、認識圓頂形、球形，研究它們承受壓力的特點。觀察：觀察課本中圓頂形建筑和物品的插圖，或觀察教師提供的圖片。這些物體的形狀可以叫做什么形狀？演示：圓頂形與拱形有聯(lián)系嗎？演示幾個相同的拱形可以拼成一個半圓形。提問：我們看到的這些物體為什么做成圓頂形？圓頂形承受壓力的能力如何？觀察、實驗、分析：觀察剖成兩半的乒乓球，看球殼的厚薄，捏一捏塑料皮的軟硬。你們估計一下，把半個乒乓球扣在桌上，向下壓它，它能承受多大的壓力？現(xiàn)在我們在三個這樣的半個乒乓球上摞書，看能摞多少本？實驗演示。你們認為圓頂形承受壓力的能力如何？試著解釋一下，為什么半個乒乓球能承受這么重的書？（適時提示：拱形的拱腳是要用力抵住的，圓頂形為什么不需要抵?。肯胍幌?，如果幾個人手牽手圍成一個圓，每個人都努力向外退，能走開嗎？為什么？）教師講述：兩個半球形可以組合成一個球形，球形也可以看成是若干個拱形的組合，球形硌個方向上都是拱形的。球形的任何一個地方受力，力都可以向四周均勻地分散開來，所以球形比任何形狀都更堅固。巨大的貯油罐做成球形就是這個道理。電燈泡為了更透光，玻璃殼很薄