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第三单元第8节 测试“过山车”
【教科版 三年级上册 科学】
学习目标
● 了解在工程设计完成后，要用小球代替小车对我们自制的“过山车”进行测试与评价，检验设计是否达到要求；
● 学会以起点为中心（把起点作为参照物），用方向和距离两个要素，准确描述小球停止时的位置；
● 能够观察并描述小球在直线轨道和曲线轨道上的运动方式（直线运动、曲线运动），以及从高处滚落时速度越来越快的变化；
● 学会利用秒表、软尺、细绳、小木块等工具，用"时间相同比距离""距离相同比时间"两种方法比较小球运动的快慢，并用撞击小木块的距离比较到达终点时的能量大小；
● 能针对测试中发现的问题，提出让小球运动得更快、到达终点时能量更大的改进方案。
教学重点与难点
教学重点
用方向和距离描述小球停止时的位置（以起点为参照物）；观察直线轨道与曲线轨道上的运动方式；用两种方法比较运动快慢，用撞击小木块的距离比较能量大小。
教学难点
综合运用"时间相同比距离"和"距离相同比时间"两种方法比较快慢；理解到达终点时能量大小的对比方法（对外做功的本领）。
一、引言——我们的“过山车”做好了！（约3分钟）
【教师活动】举起一座自制的“过山车”模型（用轨道、支架、坡道搭成），兴奋地说：上节课我们自己动手搭了一座“过山车”，今天就让我们来试一试——它到底好不好用？今天我们要学习第8节：测试“过山车”。
【学生活动】看到自己的作品，兴奋地交流。小明喊：我的过山车有高高的下坡！小红说：我的有好几个弯！小刚说：真想看看小球能不能顺利冲到终点！
我们的“过山车”做好了——自制的轨道模型
【过渡语】做好了就要试一试。可真正的过山车是用小车载人的，我们搭的轨道太小，怎么测试呢？先来交流一下怎样评价这座“过山车”。
二、交流评估——用小球代替小车，评价我们的“过山车”（约5分钟）
【教师活动】提问：真正的过山车是用小车载着人跑的，可我们搭的轨道那么小，小车根本装不进去，怎么办？引出办法——我们用小球代替小车，让小球从轨道顶端滚下来，模拟过山车的运动，对设计进行评价。
【学生活动】七嘴八舌地讨论评价什么。小明说：要看小球能不能顺利从起点滚到终点，别半路掉下来！小红说：要看轨道稳不稳。小刚说：还要比一比谁的小球跑得更快！小丽说：最好到终点还能撞动点东西，说明有劲。
【教师活动】归纳评价的四个维度：①小球能顺利到达终点（不脱轨）；②运动路线设计合理（有直线也有曲线）；③运动得快；④到达终点时能量大（能撞动障碍物）。这就是我们这节课要测试的内容。
用小球代替小车，在自制轨道上测试
【知识点】知识点1——用小球代替小车进行测试：真正的过山车用小车，我们自制的轨道太小装不下小车，所以用小球代替小车，让小球从顶端滚下，模拟过山车的运动。这是工程和科学研究中常用的"模型法"——用容易操作的小模型来检验大设计。
评价维度 具体要求 说明
能否到达终点 小球能从起点顺利滚到终点，不脱轨 检验轨道是否连贯、稳固
运动路线 既有直线轨道又有曲线轨道 路线设计是否合理、有趣
运动快慢 小球运动得比较快 用后面的方法比较
终点能量 到达终点时能撞动小木块 能量越大，撞击越远
【过渡语】评价标准明确了，我们就一项一项来测试吧。第一项——小球停下后，它在哪儿？怎么描述它的位置？
三、测试1——以起点为中心，描述小球停止时的位置（约10分钟）
【教师活动】让小球从起点滚下，停下后提问：小球停在了哪里？光说"在左边"行不行？引导发现——描述位置，首先要选好标准（参照物），我们一般把起点作为中心（参照物），再根据小球与起点的关系确定位置：既要说方向，又要说距离。
【学生活动】先试着说。小丽说：小球停在了起点的左边。老师追问：光说左边，多远呢？小丽改口：在起点左前方，大约20厘米的地方！小建说：我的是在起点右后方，差不多15厘米。
【教师活动】强调方法：①选标准——以起点为参照物；②定方向——前/后/左/右（或东/南/西/北）；③量距离——用软尺量出小球离起点多远。三者合一，位置才准确。
以起点为中心：用方向和距离描述小球的位置
【知识点】知识点2——描述位置的两个要素：方向和距离。描述小球停止时的位置，先选好标准（参照物），通常以起点为中心；再确定小球相对于起点的方向（前/后/左/右等），并用软尺量出距离。只说方向或只说距离，都不能准确确定位置。
小球停止位置（示例） 方向（相对起点） 距离
停在起点左前方 左前方 约20厘米
停在起点右后方 右后方 约15厘米
停在起点正前方 正前方 约30厘米
停在起点左方 左 约10厘米
【过渡语】位置说清了。接下来我们要看小球在轨道上到底是怎样运动的——它的路线是直的还是弯的？速度有变化吗？
四、测试2——观察运动方式和速度变化（约10分钟）
【教师活动】让小球从高处滚落，提问：小球在轨道上怎么运动？在直线轨道和曲线轨道上，它的运动路线一样吗？从高处到低处，速度是变快还是变慢？
【学生活动】仔细观察后回答。小红说：在直直的轨道上，小球走的路线是直的！小刚说：在弯弯的轨道上，小球走的路线是弯的，像画弧线。小明说：从最高的地方往下滚，小球越跑越快，到下面"嗖"地一下！
【教师活动】归纳：直线轨道→运动路线是直线，叫做直线运动；曲线轨道→运动路线是曲线，叫做曲线运动。小球从高处滚落，高度差让它越往下速度越快（高处的"势能"变成了往下的"动能"）。
直线轨道→直线运动；曲线轨道→曲线运动
【知识点】知识点3——运动方式看路线：直线轨道上的小球，运动路线是直线，叫直线运动；曲线轨道上的小球，运动路线是曲线，叫曲线运动。小球从高处滚落时，高度越来越低，速度越来越快。
轨道类型 小球运动路线 运动方式
直线轨道 路线是直线 直线运动
曲线轨道 路线是曲线（弧线） 曲线运动
从高处滚下 速度由慢变快 速度越来越大
【过渡语】知道小球怎么运动了，那谁的“过山车”更厉害？我们来比一比快慢，再看看到终点时谁的能量更大。
五、测试3——比较快慢和到达终点的能量大小（约12分钟）
【教师活动】出示工具：秒表、软尺、细绳、小木块。提问：怎样比较不同“过山车”上小球运动的快慢？又怎样比较到达终点时的能量大小？
【学生活动】分组讨论方法。小峰说：让两个小球同时出发，谁跑得远谁就快——时间相同比距离！小雅说：都从起点到终点（距离一样），谁用的时间短谁就快——距离相同比时间！小强说：终点放一个小木块，谁把木块撞得更远，说明到终点时能量越大！
【教师活动】归纳并演示：比较快慢有两种方法——①时间相同，比距离（距离大=快）；②距离相同，比时间（时间短=快）。比较能量：在终点放小木块，小球撞它，木块被撞得越远，说明小球到达终点时的能量越大。
秒表、软尺、细绳、小木块——比快慢、比能量
【知识点】知识点4——比较运动快慢的两种方法：时间相同比距离（运动距离大的更快）；距离相同比时间（所用时间短的更快）。这是"控制变量"思想的体现：比较时只让一个量不同。
【知识点】知识点5——能量大小的比较：物体到达终点时的能量，可以通过它对外做功的本领来比较。让小球撞击终点处的小木块，小木块被撞出的距离越远，说明小球到达终点时的能量越大。
比较快慢的方法 控制的条件 判断标准 结论
方法一 时间相同 比运动距离 距离大=快
方法二 距离相同 比所用时间 时间短=快
组别 小木块被撞出的距离 到达终点时的能量
A组 约25厘米 较大
B组 约12厘米 较小
（填自己的）
【过渡语】测完了，有的过山车小球跑得慢、到终点也撞得不远。如果要让它更快、能量更大，我们的“过山车”可以怎么改进呢？
六、改进完善——让小球运动得更快、能量更大（约5分钟）
【教师活动】提问：如果要让小球运动得更快、到达终点时能量更大，可以怎样改进我们的“过山车”？
【学生活动】出主意。小明说：把起点垫得更高，小球从更高处滚下，冲得更猛！小红说：减少弯弯曲曲的轨道，让路线更顺畅。小刚说：把轨道接口接平滑，别让缝卡住小球。小丽说：在终点前做一个大下坡冲刺，让小球冲到底更有劲。
【教师活动】总结改进方向：①提高起点高度（初始能量更多）；②减少不必要的弯道（少拐弯更顺）；③轨道连接平滑、稳固（减少摩擦损耗）；④增大坡度（下坡更陡冲得更快）。课后大家动手改一改，再测一次！
改进建议：提高起点、减少弯道、轨道平滑、增大坡度
【知识点】知识点6——改进的核心：想让小球更快、终点能量更大，关键是增大初始高度（更多重力势能）并减少能量损耗（轨道平滑、少弯道、接稳固）。起点越高、路线越顺，小球到底时越快、能量越大。
想达到的效果 改进方法 原理/好处
运动更快 提高起点高度、增大坡度 初始能量更多，冲得更猛
运动更快 减少不必要的弯道 少拐弯，路线更顺畅
减少损耗 轨道连接平滑、稳固 减小摩擦，不卡球
终点能量更大 终点前做下坡冲刺 到底时速度最大，撞击最远
七、课堂小结（约2分钟）
【教师活动】回顾要点：这节课我们——①用小球代替小车测试“过山车”；②以起点为参照物，用方向和距离描述小球位置；③在直线/曲线轨道上观察运动方式，知道从高处滚下速度越来越快；④用"时间相同比距离""距离相同比时间"比快慢，用撞击小木块的距离比能量；⑤提出了让小球更快、能量更大的改进方案。
八、课堂练习（约3分钟）
（一）填空题
1. 我们用__________代替小车，来测试自制的“过山车”。
2. 描述小球停止的位置，先选好标准（参照物），一般以__________为中心，再用__________和__________确定位置。
3. 直线轨道上的小球，运动路线是__________；曲线轨道上的小球，运动路线是__________。
4. 比较快慢：时间相同比__________（距离大=快）；距离相同比__________（时间短=快）。
5. 到达终点时，小木块被撞得越远，说明小球到达终点时的__________越大。
（二）判断题
1. 描述小球的位置，只要说方向就行，不用管距离。（ ）
2. 小球在曲线轨道上的运动路线是曲线，属于曲线运动。（ ）
3. 两个小球同时出发，跑得远的那一个更快。（ ）
4. 把“过山车”的起点垫得更高，小球到底时通常会更快、能量更大。（ ）
（三）选择题
1. 要让小球运动得更快，比较合理的改进是（ ）。
A. 把起点降低 B. 提高起点高度 C. 增加很多弯道
2. 下列各组中，时间相同比快慢，应该比（ ）。
A. 距离 B. 时间 C. 重量
参考答案：填空 1.小球 2.起点、方向、距离 3.直线、曲线 4.距离、时间 5.能量；判断 1.× 2.√ 3.√ 4.√；选择 1.B 2.A

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