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（教科）版（2024）科学（五）年级上册
《用重物驱动小车》教学设计
课题 《用重物驱动小车》 单元 第3单元 学科 科学 年级 5年级上册
教材分析 在上一课认识小车结构的基础上，以玉兔号月球车依靠重力从着陆器下行作为情境，围绕重力驱动小车开展对比实验。整体探究流程为：玉兔号实景导入，抛出聚焦问题→认识重力概念，利用垫圈、细绳、小车搭建驱动装置→设计对比实验，探究垫圈数量（重力大小）和小车运动快慢的关系→多次实验采集数据，填写实验记录单→分析实验数据，寻找数据出现误差的原因→研讨三个核心问题→拓展挑战，学习控制小车运动快慢的方法。教材素材包含玉兔号月球车月面实拍图、重力概念资料框；实验器材插图（垫圈、细绳、四轮小车）；学生分组做实验的实操图、实验提示文字；垫圈 小车运动记录表、示例数据表；研讨板块三道思辨题；拓展板块学生讨论控制小车速度的对话插图。整个课程落实对比实验规范、重复实验取平均值、误差分析、变量控制这些科学方法，让学生建立 “重力越大，拉力越大，小车运动速度越快” 的科学认知，为后续改良小车、控制运动状态打下实验基础。
核心素养目标 科学观念：知道重力是地球对物体产生的吸引力，物体质量越大，重力越大；垫圈下落的重力转化成拉力带动小车运动；在距离不变时，垫圈数量越多，拉力越大，小车运动速度越快。科学思维：学会控制单一变量做对比实验，只改变垫圈数量，保持小车、绳子长度、起点终点不变；能分析实验数据，找出实验误差产生的原因；根据实验规律，推理控制小车快慢的办法。探究实践：小组组装重物驱动小车的实验装置；严格按照实验步骤，多次测量小车运动时间，计算平均值；填写实验记录单，分析实验数据；尝试设计方案控制小车的运动快慢。态度责任：实验时规范操作器材，多次重复实验减少误差；严谨对待实验数据，不随意篡改数值；体会玉兔号利用重力实现下行，感受航天工程里严谨的实验思维。
重点难点 教学重点：理解重力可以转化为拉力驱动小车；通过对比实验，得出垫圈数量越多，小车运动越快的规律；掌握对比实验的要求，多次实验求取平均值。教学难点：理解单一变量原则；分析重复实验中数据产生误差的原因；利用拉力规律自主设计方案控制小车运动快慢。
教学过程
一：玉兔实景导入，抛出课堂聚焦问题1.月球车下落实景激趣导入教师语言：2013 年玉兔号月球车，靠着重力从着陆器慢慢滑落到月球表面。今天我们就利用重物的重力，让我们的玩具小车运动起来。学生活动：观察教材玉兔号在月面行驶的实拍图，默读文字，思考是什么力量让月球车向下移动。设计意图：借助航天情境引出重力概念，开启本课重力驱动小车的探究主题。2.出示聚焦板块核心探究问题教师语言：课本聚焦提出两个问题：是什么力量让月球车开始运动？我们怎样让自己的小车运动起来？大家先进行简单猜想。学生活动：齐读黄色聚焦文字框，小组交流，猜测让小车动起来的动力来源。设计意图：明确本节课探究任务，带着疑问进入重力知识学习。3.认识重力的科学概念教师语言：右侧资料框告诉我们，重力是地球施加的吸引力，不需要接触物体就能产生，物体质量越大，重力就越大。垫圈下落就是依靠重力。学生活动：默读资料文字，举例子说一说生活里重力的现象，比如苹果下落。设计意图：建立重力基础概念，明白垫圈为什么能产生拉力。二：搭建实验装置，设计垫圈变量对比实验1.认识整套实验器材教师语言：我们用到的实验材料有细绳、金属四轮小车、垫圈。把绳子一端绑在小车上，另一端挂上垫圈，垫圈下落拉动小车前进。学生活动：观察教材上方器材插图，认清三样实验物品，思考绳子长度该如何设定。设计意图：认识实验器材，提前思考装置搭建要点。2.明确对比实验的变量与固定条件教师语言：这个实验的变量只有垫圈的数量。小车、绳子长短、起点终点位置都不能改变。我们要一次次增加垫圈，观察小车运动快慢。学生活动：观察学生做实验的插图，阅读左下角实验提示，记住实验操作步骤。设计意图：落实单一变量原则，明确对比实验的操作规范。3.梳理完整实验操作步骤教师语言：实验流程：标记起点和终点；从 1 个垫圈开始实验；每组实验重复三次，记录时间，最后算出平均值；不断增加垫圈，继续实验。学生活动：齐读实验提示文字，在心里梳理实验先后顺序。设计意图：理清实验流程，保障后续小组实验有序开展。4.初识实验记录单，明确填写要求教师语言：这张记录单要记录垫圈数量、三次运动时间、平均时间，最后用黑点表示小车运动快慢。学生活动：观察空白的《垫圈数量与小车运动变化的关系》记录单，弄懂每一栏要填写的内容。设计意图：提前熟悉记录单格式，为采集数据做好准备。三：分组开展实验、分析数据、研讨核心问题1.小组开展重物驱动小车实验，采集实验数据教师语言：四人一组分工，一人挂垫圈、一人释放小车、一人计时、一人记录。每一个垫圈数量重复三次实验，把时间如实填进表格。学生活动：小组合作组装装置，动手实验，记录每一组的运动时间。设计意图：落实动手探究，通过实测获取一手实验数据。2.分析示例实验数据，找寻变化规律（附标准答案）教师语言：观察课本上的范例表格，说一说时间存在什么变化趋势？同一组三次数据不一样，差异大的原因是什么？答案：垫圈数量越多，小车运动的时间越短，速度越快；数据出现差异，是释放小车时机、计时快慢、桌面摩擦力、绳子卡顿等人为和环境因素造成的。学生活动：观察示例数据表，小组分析数据变化趋势，讨论误差成因。设计意图：从数据里提炼实验规律，学会分析实验误差，攻克本课难点。3.研讨问题一：驱动小车的力怎样产生？小车快慢和拉力大小有什么关系（附标准答案）教师语言：研讨第一个问题：驱动小车运动的力是怎样产生的？小车运动快慢与力的大小有什么关系？答案：垫圈受重力向下坠落，通过细绳拉动小车，重力转化成拉力；在距离不变时，垫圈数量越多，拉力越大，小车运动速度越快。学生活动：结合自己的实验结果，完整复述拉力产生过程和运动规律。设计意图：整合实验结果，落实本课核心科学结论，回应开篇聚焦问题。4.研讨问题二：重复实验里，测量数据的差异是怎样造成的（附标准答案）教师语言：研讨第二个思辨问题：在重复实验中，测量数据的差异是怎样造成的？答案：人为因素：计时快慢不一样、释放小车的时机不一致；环境因素：桌面摩擦不同、绳子打结卡顿、小车车轮卡顿。学生活动：结合自己小组的实验情况，对照列举产生误差的原因。设计意图：深化误差认知，培养严谨的实证思维。5.研讨问题三：除了黑点，还有哪些方式表示小车运动快慢（附标准答案）教师语言：研讨第三个问题：除了用 “●” 符号的数量表示小车运动快慢之外，我们还有其他表示方法吗？答案：可以用运动的秒数、条形统计图、文字描述、速度数值来表示小车运动快慢。学生活动：小组交流更多记录运动快慢的形式，打开记录思路。设计意图：拓宽数据记录方式，实现知识迁移。四：拓展挑战实验、分层巩固提问、课堂梳理总结1.拓展挑战：控制小车的运动快慢教师语言：拓展任务要求我们精准控制小车速度，比如让小车 3 秒行驶 1 米。我们可以改变垫圈数量、改变小车重量来完成任务。学生活动：观察学生讨论插图，交流控制小车快慢的两种办法。设计意图：利用实验规律，进行工程应用，为改良小车打下基础。2.课堂基础巩固提问 1教师语言：基础提问：什么是重力？垫圈为什么可以拉动小车前进？答案：重力是地球对物体的吸引力；垫圈下落的重力通过细绳转化成拉力，拉动小车运动。学生活动：全体集体作答，回顾重力概念与拉力形成原理。设计意图：当堂检测基础概念知识点。3.课堂综合巩固提问 2教师语言：综合提问：增加垫圈数量，小车运动会发生什么变化？如果要让小车运动变慢，我们可以怎么做？答案：垫圈变多，拉力变大，相同距离下小车用时变短，速度变快；减少垫圈数量，减小拉力，小车运动就会变慢。学生活动：举手完整作答，结合实验规律推理解决方案。设计意图：当堂检测实验规律，做到学以致用。4.全课完整梳理回顾教师语言：今天我们从玉兔号月球车下落现象入手，认识了重力；搭建垫圈 细绳 小车的实验装置，开展对比实验；通过多次实验采集数据，得出垫圈越多拉力越大、小车运动越快的规律；分析了实验数据产生误差的原因；研讨了三个核心问题；最后尝试通过改变垫圈数量、小车重量去控制小车运动快慢。下一节课我们继续改良小车，减小摩擦力，让小车跑得更顺畅。学生活动：小组互相说一说生活里重力还能带来哪些现象。设计意图：航天导入、实验实操、数据分析、研讨思辨、工程拓展五大板块串联，构建完整知识框架，铺垫后续课程。
用重物驱动小车一、重力定义：地球对物体的吸引力，不需要接触物体。物体质量越大，重力越大。垫圈的重力 → 细绳转化为拉力 → 拉动小车运动二、对比实验（单一变量）不变条件：小车、绳长、起点、终点改变条件：垫圈的数量（拉力大小）实验规律：垫圈数量越多 → 拉力越大 → 相同距离下，小车运动越快三、实验误差产生原因1. 人为：计时快慢、释放小车时机不同2. 环境：桌面摩擦、绳子卡顿、车轮卡顿减小误差方法：多次实验，求取平均值四、控制小车运动快慢的方法1. 改变垫圈数量（改变拉力大小）2. 改变小车自身重量《用重物驱动小车》同步练习作业（含答案及解析）　
一、填空题（共 5 小题）
请根据课堂所学，把正确答案填写在横线上。
重力是地球对物体施加的________，它不需要接触物体就能产生。
物体的质量越大，受到的重力就越________。
在重物驱动小车实验里，垫圈下落产生的重力通过细绳转化成________，拉动小车前进。
该对比实验中，唯一可以改变的条件是________的数量。
为减小实验误差，我们要多次实验，最后计算出________。
二、判断题（对的打 “√”，错的打 “×”，共 5 小题）
苹果落地、垫圈下落，都是受到了重力的作用。（）
在实验中，我们可以随意更换小车、改变绳子的长度。（）
垫圈数量越多，拉力越大，相同距离下小车运动速度越快。（）
重复实验中数据出现差异，只可能是计时快慢造成的。（）
我们可以通过改变垫圈的数量，控制小车运动的快慢。（）
三、选择题（将正确答案序号填在括号里，共 5 小题）
拉动小车前进的拉力来自（） A. 垫圈的重力 B. 空气浮力 C. 手的推力
在垫圈驱动小车的对比实验里，属于不变条件的是（） A. 垫圈数量 B. 小车、绳长、起点终点 C. 垫圈重量
增加垫圈的数量，小车运动时间会（） A. 变长 B. 变短 C. 保持不变
多次实验求取平均值的目的是（） A. 减小实验误差 B. 改变拉力大小 C. 加快小车速度
下列不能用来表示小车运动快慢的是（） A. 圆点数量 B. 运动时间 C. 改变桌面材质
四、连线题（共 2 大题）
连线题 1：实验条件与类别
垫圈数量　　　　　　保持不变
小车、绳长　　　　　唯一改变的变量
连线题 2：误差成因分类
计时快慢不一致　　　环境因素
桌面摩擦力不同　　　人为因素
绳子发生卡顿
五、综合分析题
结合本节课《用重物驱动小车》所学知识，完整回答下列问题。
驱动小车的拉力是怎样产生的？拉力大小和小车运动快慢存在什么关系？
多次实验后测量的数据会出现差异，造成误差的原因分为哪两类？请分别举例。
说一说两种可以控制小车运动快慢的方法。
参考答案及详细解析
一、填空题 答案 + 解析
答案：吸引力 解析：教材定义，重力是地球对地球上所有物体施加的吸引力，不需要接触物体。
答案：大 解析：物体质量越大，自身受到的重力越大，垫圈越重，产生的拉力就越大。
答案：拉力 解析：垫圈依靠重力向下坠落，细绳将重力转化为拉力，牵引小车向前行驶。
答案：垫圈 解析：本实验的单一变量，只改变垫圈数量，其余实验条件保持一致。
答案：平均值 解析：多次实验求取平均值，能够降低人为、环境带来的实验误差，让实验结果更准确。
二、判断题 答案 + 解析
答案：√ 解析：所有下落的物体都是受到地球重力的影响。
答案：× 解析：对比实验要遵循单一变量原则，小车、绳长、起点终点必须保持固定不变。
答案：√ 解析：垫圈越多，拉力越大，小车行进速度变快，跑完固定距离花费的时间更短。
答案：× 解析：误差成因分为人为因素和环境因素，还有桌面摩擦、绳子卡顿、车轮卡顿等原因。
答案：√ 解析：增减垫圈数量，可以改变拉力大小，以此调控小车运动的快慢。
三、选择题 答案 + 解析
答案：A 解析：垫圈的重力向下拉扯细绳，形成拉力带动小车运动。
答案：B 解析：本实验变量只有垫圈数量，小车、绳长、起点、终点都要固定不变。
答案：B 解析：垫圈数量变多，拉力变大，小车速度加快，跑完固定距离用时变短。
答案：A 解析：多次实验求平均值，用来减小实验误差，让实验数据更精准。
答案：C 解析：改变桌面材质属于实验条件，圆点、运动时间都可以用来表示小车运动快慢。
四、连线题 答案 + 解析
连线题 1 标准答案
垫圈数量 —— 唯一改变的变量 小车、绳长 —— 保持不变 解析：依据对比实验单一变量原则，垫圈数量为变量，其余条件固定不变。
连线题 2 标准答案
计时快慢不一致 —— 人为因素 桌面摩擦力不同 —— 环境因素 绳子发生卡顿 —— 环境因素 解析：人为因素由人的操作产生；环境因素由桌面、绳子、车轮等外部环境产生。
五、综合分析题 标准答案 + 解析
标准答案
垫圈受到重力向下坠落，通过细绳将重力转化成拉力，拉动小车运动；在行驶距离不变的情况下，垫圈越多，拉力越大，小车运动速度越快。
分为人为因素和环境因素。人为因素：释放小车时机不一样、计时快慢不同；环境因素：桌面摩擦力大小不同、绳子卡顿、车轮转动不顺畅。
①改变垫圈的数量，改变拉力大小；②改变小车自身的重量。
解析
本题整合课本聚焦问题、对比实验、研讨三道原题、拓展板块全部重难点，综合考查重力概念、实验原理、误差分析、实际应用，检验学生对单一变量实验规律的掌握情况。(共23张PPT)
《用重物驱动小车》
第3单元
科教版（新教材）小学科学五年级上册
核心素养目标
科学观念：知道重力是地球对物体产生的吸引力，物体质量越大，重力越大；垫圈下落的重力转化成拉力带动小车运动；在距离不变时，垫圈数量越多，拉力越大，小车运动速度越快。
科学思维：学会控制单一变量做对比实验，只改变垫圈数量，保持小车、绳子长度、起点终点不变；能分析实验数据，找出实验误差产生的原因；根据实验规律，推理控制小车快慢的办法。
探究实践：小组组装重物驱动小车的实验装置；严格按照实验步骤，多次测量小车运动时间，计算平均值；填写实验记录单，分析实验数据；尝试设计方案控制小车的运动快慢。
态度责任：实验时规范操作器材，多次重复实验减少误差；严谨对待实验数据，不随意篡改数值；体会玉兔号利用重力实现下行，感受航天工程里严谨的实验思维。
玉兔实景导入，抛出课堂聚焦问题
01
月球车下落实景激趣导入
2013 年玉兔号月球车，靠着重力从着陆器慢慢滑落到月球表面。今天我们就利用重物的重力，让我们的玩具小车运动起来。
出示聚焦板块核心探究问题
是什么力量让月球车开始运动？我们怎样让自己的小车运动起来？大家先进行简单猜想。
认识重力的科学概念
重力是地球施加的吸引力，不需要接触物体就能产生，物体质量越大，重力就越大。垫圈下落就是依靠重力。
搭建实验装置，设计垫圈变量对比实验
02
认识整套实验器材
我们用到的实验材料有细绳、金属四轮小车、垫圈。把绳子一端绑在小车上，另一端挂上垫圈，垫圈下落拉动小车前进。
明确对比实验的变量与固定条件
这个实验的变量只有垫圈的数量。小车、绳子长短、起点终点位置都不能改变。我们要一次次增加垫圈，观察小车运动快慢。
梳理完整实验操作步骤
实验流程：标记起点和终点；从 1 个垫圈开始实验；每组实验重复三次，记录时间，最后算出平均值；不断增加垫圈，继续实验。
初识实验记录单，明确填写要求
这张记录单要记录垫圈数量、三次运动时间、平均时间，最后用黑点表示小车运动快慢。
分组开展实验、分析数据、研讨核心问题
03
小组开展重物驱动小车实验，采集实验数据
四人一组分工，一人挂垫圈、一人释放小车、一人计时、一人记录。每一个垫圈数量重复三次实验，把时间如实填进表格。
分析示例实验数据，找寻变化规律
观察课本上的范例表格，说一说时间存在什么变化趋势？同一组三次数据不一样，差异大的原因是什么？
垫圈数量越多，小车运动的时间越短，速度越快；数据出现差异，是释放小车时机、计时快慢、桌面摩擦力、绳子卡顿等人为和环境因素造成的。
研讨问题一
研讨第一个问题：驱动小车运动的力是怎样产生的？
小车运动快慢与力的大小有什么关系？
垫圈受重力向下坠落，通过细绳拉动小车，重力转化成拉力；在距离不变时，垫圈数量越多，拉力越大，小车运动速度越快。
研讨问题二
研讨第二个思辨问题：在重复实验中，测量数据的差异是怎样造成的？
人为因素：计时快慢不一样、释放小车的时机不一致；
环境因素：桌面摩擦不同、绳子打结卡顿、小车车轮卡顿。
研讨问题三
研讨第三个问题：除了用 “●” 符号的数量表示小车运动快慢之外，我们还有其他表示方法吗？
可以用运动的秒数、条形统计图、文字描述、速度数值来表示小车运动快慢。
拓展挑战实验、分层巩固提问、课堂梳理总结
04
拓展挑战：控制小车的运动快慢
拓展任务要求我们精准控制小车速度，比如让小车 3 秒行驶 1 米。我们可以改变垫圈数量、改变小车重量来完成任务。
课堂基础巩固提问 1
基础提问：什么是重力？垫圈为什么可以拉动小车前进？
重力是地球对物体的吸引力；
垫圈下落的重力通过细绳转化成拉力，拉动小车运动。
课堂综合巩固提问 2
综合提问：增加垫圈数量，小车运动会发生什么变化？
如果要让小车运动变慢，我们可以怎么做？
垫圈变多，拉力变大，相同距离下小车用时变短，速度变快；减少垫圈数量，减小拉力，小车运动就会变慢。
今天我们从玉兔号月球车下落现象入手，认识了重力；搭建垫圈 细绳 小车的实验装置，开展对比实验；通过多次实验采集数据，得出垫圈越多拉力越大、小车运动越快的规律；分析了实验数据产生误差的原因；研讨了三个核心问题；最后尝试通过改变垫圈数量、小车重量去控制小车运动快慢。下一节课我们继续改良小车，减小摩擦力，让小车跑得更顺畅。
教师结语
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科教版（新教材）小学科学五年级上册

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