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人教版《综合学习与实践》四年级 教学设计
课题 10 踩不坏的火柴盒 单元 一 学科 综合学习与实践 年级 四
教材分析 通过学习帮助学生在游戏中了解火柴盒踩不坏的物理知识，并提升了解箱形结构和拱形结构的兴趣。
学习目标 1、初步了解火柴盒不被踩坏的原因。2、初步了解箱形结构、拱形结构承重抗压的原因。3、了解提高拱形桥梁承重的方法。4、培养学生团结协作和探究精神。
重点 初步了解火柴盒不被踩坏的原因。
难点 初步了解箱形结构、拱形结构承重抗压的原因。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1、出示图片《火柴盒》你看到过薄薄的、木质的火柴盒吗 小小的木质火柴盒能不能承受一个人的重量呢 这里面有什么奥妙 让我们来好好地研究一下吧!今天我们来学习《踩不坏的火柴盒》板书课题 听歌曲，看图片，讨论问题，回答问题 激发学生的兴趣，从而引出与本课题相关的话题，启发学生，为后文铺垫。
讲授新课 一、精彩瞬间（一）观察家你相信这样的事情吗 男孩子竟然站在了小小的火柴盒上，而火柴盒一点都没坏!这是怎么回事呢 和同学一起交流一下彼此的看法吧。生：他体重轻？生：他在火柴盒里放东西了？
生：……（二）想一想我认为，可能的原因：生：火柴盒是长方体，像一个小小的箱子，当人的重力方向与火柴盒四壁恰好平行，且其重心位于盒子的四壁中心的时候，人站稳了，保持脚部对火柴盒四壁的作用力与四壁平行的话，这时人的重量级相对于火柴盒四壁的强度较小。火柴盒就是一个箱体结构。生：……二、点石成金（一）实验室1、请同学们动手实验，想一想为什么？（1）火柴杆中间一折即断（2）从火柴杆顶端施力则不易折断2、听教师说：木头的抗压强度大于抗弯曲的强度。 因此，别看火柴盒是如此单薄，但它的抗压能力是非常惊人的。（二）讨论会怎样才能使火柴盒不易被踩坏呢 方法1：用脚掌大的夹板盖在火柴盒上，然后将脚踩在夹板上。方法2：轻轻的踩上去，保持好身体平衡，尽量不要身体摇晃。方法3：选择的火柴盒尽量是新的，边框的承受力比旧的强方法4：……（三）准备室材料和工具：空火柴盒若干、脚掌大的夹板、保持身体平衡的辅助物如棍棒、生：一张桌子（扶着帮助站在火柴盒上）生：一块大一些表面光滑有木块（火柴盒放在上面，减少因地面不光滑产生的影响）。生：……（四）试一试你准备怎样做 你的方法能让火柴盒承受很重的压力而不被踩坏吗 生：我拿了一个崭新的火柴盒，用的夹板大一些，用手撑住桌子，慢慢的把双脚放在上面，火柴盒没有坏。生：我单脚站在夹板上，虽然双手拿着平衡木，但因身体没有保持好平衡，火柴盒坏了。
生：……三、迎接挑战（一）比赛细则1.每组学生相互配合，使用相同质地的火柴盒进行比赛。2.站立时，组内其他成员不能协助，如果人摔倒或火柴盒破损则无效。3．以火柴盒不倒不破、人站立时间最长的小组获胜。（二）游戏厅1．以小组比赛(或个人擂台赛)的方式进行。2.比赛可进行多次。3.每次比赛后，每组减少一只火柴盒，再用剩下的火柴盒进行下一次比赛。（三）想一想1.火柴盒竖向横向的纹路与其承受压力的能力有关系吗 示例：火柴盒竖向横向的纹路与其承受压力的能力有关系火柴盒承受的压力的方向与火柴盒纹路一致时，承受压力的能力要比承受的压力的方向与火柴盒纹路不一致时大。2.火柴盒的接地面积与其承受压力的能力有关系吗 火柴盒接地面积与承受压力的能力有关系，两者成正比，物理学中把垂直压在物体上的力叫做压力，压力的方向与接触面垂直，物理学中把物体单位面积上受到的力叫做压强。公式P= / 火柴盒接触地面越大，承受的压力就越大。3．采取怎样的站立方法才能保持稳定，使火柴盒受压而不破损 将火柴盒承受压力的方法与身体的重心保持在一条直线上时，只要保持身体的稳定，火柴盒就不容易破。（四）知识拓展众所周知火柴盒是非常容易压坏的脆弱物品。实际上，它的结构是一 种箱形结构，从结构力学的角度来看，若以同样多的材料制造一 个受压受弯作用的结构件时，则箱形结构比其他结构形式能承受 更大的压力。这就是为什么我们日常看到的大型汽车吊臂都是箱形。四、山外青山（一）趣味实验1、平板桥承重能力有限2、槽形桥大幅度提高承受能力（二）精品屋你能解释拱形桥梁提高承重能力的奥秘吗 拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。故答案为：拱形能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。（三）知识拓展人们还在电视上看过演员双脚踩在1个鸡蛋上，双手提着两 桶水的表演。23公斤左右的重量压在1个鸡蛋上，为什么鸡蛋 踩不碎呢？首先是因为蛋壳是凸曲面。这种拱壳结构能把外来的压力均 匀地分散开，所以拱壳形的物体都有很好的抗压性能，个个都是 “大力士”。如果你仔细地观看表演者脚下的特写镜头就会发现：表演者 所踩的鸡蛋，前面的那个不是踩在脚掌下，而是被“握”在脚掌 和脚趾之间；后面的也不是在脚跟下，而是“握”在脚跟和脚心 之间。两个鸡蛋都处在软窝里，和脚的接触面就大多了。粗略地 计算一下，双脚与1个鸡蛋的接触面积大约有34厘米5。23公 斤均匀分布在34厘米5上，压强只有562公斤／厘米5。再加上鸡 蛋拱壳结构的抗压性能好，鸡蛋就不容易压碎了。人们受了蛋壳压不碎的启示，建造了坚固美观的圆屋顶的 “薄壳”屋顶。它们所以非常坚固，和蛋壳踩不碎的原理完全一 样。当然，踩鸡蛋并不是每个人都能做到的事。必须经过长期艰 苦的锻炼，下很大的功夫，才能使自己的体重均匀地分布在鸡蛋 上，使压强减小。从这个意义上说，这可算是一种“轻功”。 讨论交流讨论交流动手实验讨论交流，动手实验讨论交流并表演讨论交流，动手实验。 初步了解火柴盒不被踩坏的原因。培养学生团结协作和探究精神。初步了解火柴盒不被踩坏的原因。培养学生团结协作和探究精神。初步了解箱形结构、拱形结构承重抗压的原因。了解提高拱形桥梁承重的方法。培养学生团结协作和探究精神。
课堂练习 根据本课内容，在下面的括号中填入合适的内容。1、火柴杆中间一折即断，从火柴杆（ ）则不易折断。2、用脚掌大的（ ）盖在火柴盒上，然后将脚踩在夹板上，能使火柴盒不易被踩坏。解析： 通过对课文内容的阅读就可以答出：1、火柴杆中间一折即断，从火柴杆顶端施力则不易折断。2、用脚掌大的夹板盖在火柴盒上，然后将脚踩在夹板上，能使火柴盒不易被踩坏。 完成练习 巩固所学内容
课堂小结 游戏中有许多科学知识，希望同学们在学习中和游戏中能有更多的收获。
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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踩不坏的火柴盒
人教版四年级上册
教学目标
1、初步了解火柴盒不被踩坏的原因。
2、初步了解箱形结构、拱形结构承重抗压的原因。
3、了解提高拱形桥梁承重的方法。
4、培养学生团结协作和探究精神。
小小火柴盒真得踩不坏吗？
新知导入
新知讲解
精彩瞬间
新知讲解
观察家
男孩子竟然站在了小小的火柴盒上，而火柴盒一点都没坏！
他体重轻？
他在火柴盒里放东西了？
……
我猜是这个原因。
新知讲解
想一想
我认为，可能的原因：
火柴盒是长方体，像一个小小的箱子，当人的重力方向与火柴盒四壁恰好平行，保持脚部对火柴盒四壁的作用力与四壁平行的话，人的重量级相对于火柴盒四壁的强度较小。
火柴盒就是一个箱体结构。
新知讲解
点石成金
新知讲解
实验室
力
力
火柴杆中间一折即断
从火柴杆顶端施力则不易折断
动手试试，
说说发现。
新知讲解
木头的抗压强度大于抗弯曲的强度。
新知讲解
讨论会
方法1：用脚掌大的夹板盖在火柴盒上，然后将脚踩在夹板上。
方法2： 。
方法3: 。
方法4： 。
怎样才能使火柴盒不易被踩坏呢？
轻轻的踩上去，保持好身体平衡，尽量不要身体摇晃
选择的火柴盒尽量是新的，边框的承受力比旧的强
……
新知讲解
准备室
材料和工具
一张桌子（扶着帮助站在火柴盒上）
一块大一些表面光滑有木块（火柴盒放在上面，减少因地面不光滑产生的影响）。
空火柴盒若干、脚掌大的夹板、保持身体平衡的辅助物如棍棒、
新知讲解
试一试
你准备怎样做？你的方法能让火柴盒承受很重的压力而不被踩坏吗？
我拿了一个崭新的火柴盒，用的夹板大一些，用手撑住桌子，慢慢的把双脚放在上面，火柴盒没有坏。
我单脚站在夹板上，虽然双手拿着平衡木，但因身体没有保持好平衡，火柴盒坏了。
新知讲解
迎接挑战
新知讲解
比赛细则
1．每组学生相互配合，使用相同质地的火柴盒进行比赛。
2.站立时，组内其他成员不能协助，如果人摔倒或火柴盒破损则无效。
3．以火柴盒不倒不破、人站立时间最长的小组获胜。
新知讲解
游戏厅
以小组比赛（或个人擂台赛）的方式进行。
比赛可进行多次。
每次比赛后，每组减少一只火柴盒，再用剩下的火柴盒进行下一次比赛。
新知讲解
想一想
火柴盒竖向横向的纹路与其承受压力的能力有关系吗
火柴盒竖向横向的纹路与其承受压力的能力有关系
火柴盒承受的压力的方向与火柴盒纹路一致时，承受压力的能力要比承受的压力的方向与火柴盒纹路不一致时大。
新知讲解
想一想
火柴盒的接地面积与其承受压力的能力有关系吗
火柴盒接地面积与承受压力的能力有关系，两者成正比，
物理学中把垂直压在物体上的力叫做压力，压力的方向与接触面垂直，
物理学中把物体单位面积上受到的力叫做压强。
公式P=
火柴盒接触地面越大，承受的压力就越大。
新知讲解
想一想
采取怎样的站立方法才能保持稳定，使火柴盒受压而不破损
将火柴盒承受压力的方法与身体的重心保持在一条直线上时，只要保持身体的稳定，火柴盒就不容易破。
新知讲解
火柴盒的结构是一 种箱形结构，从结构力学的角度来看，若以同样多的材料制造一 个受压受弯作用的结构件时，则箱形结构比其他结构形式能承受更大的压力。
日常看到的大型汽车吊臂都是箱形的结构。
知识拓展
新知讲解
山外青山
新知讲解
趣味实验
平板桥承重能力有限
槽形桥大幅度提高承受能力
新知讲解
精品屋
你能解释拱形桥梁提高承重能力的奥秘吗
拱形能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。
拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。
新知讲解
为什么鸡蛋踩不碎呢？
因为蛋壳是凸曲面。
这种拱壳结构能把外来的压力均匀地分散开，所以拱壳形的物体都有很好的抗压性能，个个都是 “大力士”。
知识拓展
课堂练习
根据所学，完成下列各题。
1、火柴杆中间一折即断，从火柴杆（ ）则不易折断。
2、用脚掌大的（ ）盖在火柴盒上，然后将脚踩在夹板上，能使火柴盒不易被踩坏。
顶端施力
夹板
课堂总结
游戏中有许多科学知识，希望同学们在学习中和游戏中能有更多的收获。
板书设计
踩不坏的火柴盒
精彩瞬间
点石成金
迎接挑战
山外青山
作业布置
楼房越建越高，桥梁越造越多，请你查找资料,说说这些箱形结构、拱形结构能成为抗压“大力士”的原因。
谢谢
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