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14拧螺丝的学问 教学设计
课题 拧螺丝的学问 单元 简单机械 学科 科学 年级 五下
学习目标 1、知道轮轴也是一种简单机械。目标解读：轮轴是由一个轮固定在可转动的轴上构成的。半径较大的是轮，半径较小的是轴。2、通过组装器材进行实验，发现在轮轴的轮上用力比较省力。目标解读：轮轴是一种变形的杠杆，轮和轴固定的中心相当于杠杆的支点，在轮上用力的位置相当于杠杆的用力点，在轴上用力的位置相当于杠杆的阻力点。3、知道轮轴在生产生活中有着广泛的用途，并能够识别轮轴。4、通过实验、测量发现轮与轴的直径相差越大越省力。目标解读：使用轮轴能省力，在轴一定的情况下，轮越大越省力。5、能够找出与螺丝九相同性质的轮轴工具。
重点 1、知道轮轴也是一种简单机械。2、通过实验、测量发现轮与轴的直径相差越大越省力。
难点 通过实验、测量发现轮与轴的直径相差越大越省力。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 复习导入：中国很早就开始使用杆称了。你能解释“称砣虽小，能压千斤”的道理吗？小结：因为提绳的位置和挂称盘的位置是固定的，称杆平衡时，挂称砣的位置离提绳越远，称盘里的物体越重，所以说“称砣虽小，能压千斤”。用杠杆原理解释即阻力点和支点不变，动力点距离支点越远越省力。板书课题 思考并回答相关问题 激趣导入
讲授新课 活动一：认识轮轴1.认识轮轴 像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。 螺丝刀包括两部分：刀杆和刀把。刀杆和刀把固定在一起，能围绕一个固定的点做同向圆周运动。 汽车的方向盘分为两部分，一个轮子和一个轴。轮子固定在轴的一端。当我们转动轮子时，轴也跟着转动，并将转动传递给其他机械。2.生活中轮轴削笔器、门把手、水龙头活动二：比较两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况实验目的：初步感知轮轴可以省力。实验猜想：用螺丝刀拧螺丝可以省力。实验材料：两块相同的木板，螺丝钉，两个螺丝刀。实验步骤：（1）参加实验的同学分为两组，第一组用螺丝刀的刀杆把螺丝钉拧进木板，第二组螺丝刀的刀把把螺丝拧进木板。（2）比较两组中哪组完成的快。实验现象：用螺丝刀的刀把拧螺丝比用螺丝刀的刀杆拧螺丝要省力。实验结论：轮轴可以省力。活动三：轮轴作用的实验1.研究轮轴在什么情况更省力。实验目的：研究轮轴在什么情况更省力。实验步骤：（1）组装好轮轴实验装置，把轮和轴上的绳子朝相反的方向缠绕。（2）先把一定数量的钩码挂在轴上，然后分别在大轮和小轮上挂钩码，直至能把轴上的钩码提起来。（3）记录实验数据，填写在实验记录表上。（4）改变轴上钩码的数量，再做几次实验。实验分析：比较两次实验使用钩码个数的情况，我们发现使用大轮，在轮上挂更少个数的钩码，就可以提起轴上的钩码。（如在轴上挂4个钩码时，大轮上只要挂1个钩码就可以提起来，而用小轮则要挂2个钩码），这表明在轴不变的情况下，使用大轮时所用的力更小。实验结论：在轴不变的情况下，轮越大，越省力。2.小游戏——比比谁的力气大。游戏规则：（1）两名同学一组，一名同学手握螺丝刀的刀柄，另一名同学手握螺丝刀的刀杆。（2）握刀杆的同学尝试旋转刀杆，握刀柄的同学尽量阻止螺丝刀的旋转。（3）两人互换角色，重复步骤（2）。（4）说一说游戏中的感受。结论：因为在轮轴的轮上用力可以省力，所以握住螺丝刀刀柄一端的同学取得胜利的机会较大。3.拧内六角扳手时，怎样做省力。分析：内六角扳手也是一种轮轴工具。在拧内六角螺丝时，把六角扳手的较短的一端插入螺丝内拧螺丝时，用手握住扳手的另一端，此时轮的直径相当于扳手的长端；当把六角扳手的较长的一端插入螺丝内拧螺丝时，用手握住扳手的另一端，此时轮的直径相当于扳手的短端。结论：轮越大，越省力，所以把扳手的短端插入螺丝内拧螺丝时更省力。活动四：轮轴在生活中的应用课件出示相关资料活动五：轮轴的用途 在明末清初科学家床应星所著的《天工开物》中，记载了中国古代轮轴使用方面的许多发明创造。如筒车、辘轳[lù lu] 、飏[yáng] 扇、翻车等工具，这些发明极大提高了生产劳动的效率。直到现在，有些工具仍然在使用。1.筒车筒起到了叶轮的作用：承受水的冲力，获得的能量使筒车旋转起来。并克服筒车的摩擦阻力、以及被提升的水对筒车的反力。当转过一定角度，原先浸在水里的竹筒（已灌满了水）将离开水面被提升。筒底所在的外环半径大于筒口所在的内环半径，由于两者为同心圆，所以在低处时，竹筒盛水（筒口高于筒底），在高处时，竹筒泄水。2.辘轳 辘轳，汉族民间提水设施，流行于北方地区。由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。利用轮轴原理制成的井上汲水的起重装置。辘轳也是从杠杆演变来的汲水工具，井上竖立井架，上装可用手柄摇转的轴，轴上绕绳索，绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶一起一落，提取井水。3.飏扇 据古书记载：飏，风飞也。扬谷器。其工作原理是操作者利用绳索拉动叶片外面的驱动杆（轮），带动叶片轴转动，产生风力，吹掉稻谷中的瘪谷子和灰尘。 对教师所提问题展开回答。分组实验并记录 温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。科学探索求真知，名师点拨解疑难。
课堂练习 幻灯呈现
课堂小结 通过本课的学习你有哪些收获？
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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14拧螺丝的学问
一、填空题
1、像螺丝刀、汽车方向盘、水龙头这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫作（ ）。
2、螺丝刀的刀把相当于轮轴的（ ），金属杆相当于轮轴的（ ）。轮越大，越（ ）。
3、我们推门的时候，用力点离门轴越远，推门时越（ ），这是利用了轮轴原理，相当于增大了轮轴中（ ）的大小。
二、判断题
1、扳手利用的是轮轴原理。（ ）
2、轮轴是一种以轴心为支点，半径为杆的杠杆。（ ）
3、汽车的方向盘的把手部分是轮轴的轮。（ ）
4、我国古代的许多发明创造都应用了轮轴原理，如飏扇。（ ）
三、选择题
1、竹蜻蜓利用了轮轴原理。玩竹蜻蜓时，我们施加力的部分是轮轴的（ ）。
A．轮 B．轴 C．无法确定
2、下列轮轴中，（ ）可能处于平衡状态。
3、如下图，小宇要使用扳手拧螺母，他将手放在位置（ ）最省力。
A．① B．② C．③
4、下列说法中正确的是（ ）。
A．所有的轮轴装置都是在轮上用力的
B．轮轴装置的轮都是圆形的
C．钥匙是一种轮轴装置
四、图示题
请标出下列工具中的轮和轴
五、综合应用
小枫正在安装家里新买的相框，他使用内六角扳手拧螺丝，如图所示，有一颗螺丝非常难拧，使用相同的工具，你有办法把螺丝更轻松地拧上去吗？
六、实验探究
右图是思淼研究轮轴作用的一组对比实验，分析并回答相关问题。
1、思淼的这组对比实验要研究的问题是（ ）。
A．轮的大小对轮轴作用的影响
B．轴的大小对轮轴作用的影响
2、如图，当轮轴①和轮轴②处于平衡状态时，在两个轮轴的轮和轴
上各增加一个相同质量的钩码，轮轴装置会（ ）。
A．保持不动 B．顺时针旋转 C．逆时针旋转
3、无论是轮轴①还是轮轴②，都可以得出一个结论：在轮上用力，比在轴上要（ ）力。
4、通过这组实验，我们可以总结轮的大小与用力的关系：（ ）。
14拧螺丝的学问
答案及解析
一、填空题
1、轮轴 2、轮 轴 省力 3、省力 轮 解析：门轴相当于轮轴的轴，增大用力点到门轴的距离相当于增大了轮轴的轮，因此会省力。
二、判断题
1、√ 2、√ 3、√ 4、√
三、选择题
1、B 2、B 解析：选项A中的装置在轮上和轴上用了相同大小的力，因此不可能处于平衡状态；选项C中的装置在轮上用的力比在轴上用的力还大，因此不可能处于平衡状态；只有选项B中的装置有可能处于平衡状态。
3、C 4、C 解析：本题考查对轮轴原理的掌握程度。一部分设施利用的是轮轴省力的特点，一部分设施利用的是轮轴省距离的特点，因此选项A错误；轮轴装置的轮并不都是圆形的，有的是轮轴的变形，如扳手、钥匙等，因此选项B错误；钥匙在使用的过程中应用了轮轴的原理，因此选项C正确。
四、图示题
五、综合应用
用最远的一端去拧螺丝，这样就增大了轮轴的轮，更省力。
六、实验探究
1、A 解析：对比实验中改变的实验条件是要研究的问题，本实验中改变了轮的大小。
2、C 解析：当轮轴处于平衡状态时，如果在轮和轴上各增加一个相同质量的钩码，那么轮的作用效果要比轴的强一些，因此轮轴装置会逆时针旋转。
3、省 4、在轴不变的情况下，在轮上越用力，就越省力。
轮
轴
轮
轮
轴
轴
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复习导入
中国很早就开始使用杆称了。你能解释“称砣虽小，能压千斤”的道理吗？
因为提绳的位置和挂称盘的位置是固定的，称杆平衡时，挂称砣的位置离提绳越远，称盘里的物体越重，所以说“称砣虽小，能压千斤”。用杠杆原理解释即阻力点和支点不变，动力点距离支点越远越省力。
拧螺丝的学问
苏教版 五年级下
新知讲解
一
活动
认识轮轴
1.认识轮轴
像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。
螺丝刀包括两部分：刀杆和刀把。刀杆和刀把固定在一起，能围绕一个固定的点做同向圆周运动。
汽车的方向盘分为两部分，一个轮子和一个轴。轮子固定在轴的一端。当我们转动轮子时，轴也跟着转动，并将转动传递给其他机械。
新知讲解
一
活动
认识轮轴
2.生活中轮轴
削笔器的把手相当于一个轮，当它转动时就会带动穿过削笔器的轴做同向圆周运动。此时，把手相当于螺丝刀的刀把，轴相当于螺丝刀的刀杆。
轮
轴
轮
轴
轮
轴
圆形把手相当于一个轮，当它转动时就会带动穿过门的心轴做同向圆周运动。此时，把手相当于螺丝刀的刀把，穿过门的心轴相当于螺丝刀的刀杆
新知讲解
二
活动
比较两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况
实验目的：初步感知轮轴可以省力。
实验猜想：用螺丝刀拧螺丝可以省力。
实验材料：两块相同的木板，螺丝钉，两个螺丝刀。
实验步骤：（1）参加实验的同学分为两组，第一组用螺丝刀的刀杆把螺丝钉拧进木板，第二组螺丝刀的刀把把螺丝拧进木板。
（2）比较两组中哪组完成的快。
实验现象：
实验结论：
用螺丝刀的刀把拧螺丝比用螺丝刀的刀杆拧螺丝要省力。
轮轴可以省力。
新知讲解
三
活动
轮轴作用的实验
1.研究轮轴在什么情况更省力。
实验目的：研究轮轴在什么情况更省力。
实验步骤：
（1）组装好轮轴实验装置，把轮和轴上的绳子朝相反的方向缠绕。
（2）先把一定数量的钩码挂在轴上，然后分别在大轮和小轮上挂钩码，直至能把轴上的钩码提起来。
（3）记录实验数据，填写在实验记录表上。
（4）改变轴上钩码的数量，再做几次实验。
新知讲解
三
活动
轮轴作用的实验
实验记录：
4
2
小轮上钩码的个数
2
8
当轴不变，大轮上的钩码数少于小轮上的钩码数。
1
4
我们的发现
大轮上钩码的个数
轴上钩码的个数
轮轴的轮的大小对轮轴作用的影响的实验记录表
实验分析：比较两次实验使用钩码个数的情况，我们发现使用大轮，在轮上挂更少个数的钩码，就可以提起轴上的钩码。（如在轴上挂4个钩码时，大轮上只要挂1个钩码就可以提起来，而用小轮则要挂2个钩码），这表明在轴不变的情况下，使用大轮时所用的力更小。
实验结论：
在轴不变的情况下，轮越大，越省力。
新知讲解
三
活动
轮轴作用的实验
其实，轮轴是一种变形的杠杆，轮和轴固定的中心相当于杠杆的支点，在轮上用力的位置相当于杠杆的用力点，在轴上用力的位置相当于杠杆的阻力点。
支点
阻力点
（轴）
用力点
（轮）
阻力点到支点的距离不变，动力点距离支点越远越省力。
新知讲解
三
活动
轮轴作用的实验
2.小游戏——比比谁的力气大。
游戏规则：（1）两名同学一组，一名同学手握螺丝刀的刀柄，另一名同学手握螺丝刀的刀杆。
（2）握刀杆的同学尝试旋转刀杆，握刀柄的同学尽量阻止螺丝刀的旋转。
（3）两人互换角色，重复步骤（2）。
（4）说一说游戏中的感受。
结论：
因为在轮轴的轮上用力可以省力，所以握住螺丝刀刀柄一端的同学取得胜利的机会较大。
新知讲解
三
活动
轮轴作用的实验
3.拧内六角扳手时，怎样做省力。
分析：
结论：
内六角扳手也是一种轮轴工具。在拧内六角螺丝时，把六角扳手的较短的一端插入螺丝内拧螺丝时，用手握住扳手的另一端，此时轮的直径相当于扳手的长端；当把六角扳手的较长的一端插入螺丝内拧螺丝时，用手握住扳手的另一端，此时轮的直径相当于扳手的短端。
轮越大，越省力，所以把扳手的短端插入螺丝内拧螺丝时更省力。
新知讲解
四
活动
轮轴在生活中的应用
1.使用下图中的各种用具时，哪些是在轮上用力？哪些是在轴上用力？
轴上用力
轴上用力
轮上用力
轮上用力
新知讲解
四
活动
轮轴在生活中的应用
2.举例说明在轴上用力的轮轴有什么好处。
在轴上用力可以省距离。以竹蜻蜓为例，当我们搓动杆，是在轴上用力，虽然费力，但是可以在短距离内上杆转动多圈，从而带动叶片快速旋转，向上飞起。擀面杖也是这个原理，双手在轴上用力，滚动轴，以最短的距离，让轴转动最多的圈数，从而带动轮（中间粗的部分）多转动几圈，达到擀面的目的。
新知讲解
五
活动
轮轴的用途
在明末清初科学家床应星所著的《天工开物》中，记载了中国古代轮轴使用方面的许多发明创造。如筒车、辘轳[lù lu] 、飏[yáng] 扇、翻车等工具，这些发明极大提高了生产劳动的效率。直到现在，有些工具仍然在使用。
筒起到了叶轮的作用：承受水的冲力，获得的能量使筒车旋转起来。并克服筒车的摩擦阻力、以及被提升的水对筒车的反力。当转过一定角度，原先浸在水里的竹筒（已灌满了水）将离开水面被提升。筒底所在的外环半径大于筒口所在的内环半径，由于两者为同心圆，所以在低处时，竹筒盛水（筒口高于筒底），在高处时，竹筒泄水。
1.筒车
新知讲解
五
活动
轮轴的用途
辘轳，汉族民间提水设施，流行于北方地区。由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。利用轮轴原理制成的井上汲水的起重装置。辘轳也是从杠杆演变来的汲水工具，井上竖立井架，上装可用手柄摇转的轴，轴上绕绳索，绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶一起一落，提取井水。
2.辘轳
据古书记载：飏，风飞也。扬谷器。其工作原理是操作者利用绳索拉动叶片外面的驱动杆（轮），带动叶片轴转动，产生风力，吹掉稻谷中的瘪谷子和灰尘。
3.飏扇
科学零距离
自行车上的轮轴
自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。可以作为环保的交通工具用来代步、出行；越来越多的人将自行车作为健身器材用来骑行锻炼、自行车出游；自行车本身也是一项体育竞技运动，有公路自行车赛、山地自行车赛、场地自行车赛、特技自行车比赛等。
课堂练习
1、汽车的方向盘属于简单机械中的（ ）。
一、填空
2、使用轮带动轴运动可以（ ），使用轴带动轮运动可以（ ）。
轮轴
省力
3、使用轮带动轴运动，在轴不变的情况下，轮越大越（ ）。
省距离
省力
课堂练习
二、选择题
1、下面属于轮轴的应用的是（ ）。
A.水龙头
B.斧子
C.剪刀
A
课堂练习
二、选择题
2、（ ）是轮轴的应用。
A.跷跷板
B.小杆称
C.辘轳
C
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
拧螺丝的学问
轮轴的组成
轮轴的特点
本课思维导图
轮
作用在轮上省力
省力
轮轴的应用
省力轮轴
费力轮轴
生活中的轮轴
削笔器
轴
轮越大，越省力
扳手
辘轳
手摇磨盘
筒车
……
竹蜻蜓
擀面杖
……
方向盘
螺丝刀
门把手
水龙头
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