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15. 升旗的方法
课题 15. 升旗的方法 课时 2课时
核心概念 3.物质的运动与相互作用；12.技术、工程与社会；跨学科概念：系统与模型。 学习内容与要求 认识滑轮、定滑轮和动滑轮；实验比较改变力方向、省力和绳端移动距离，了解滑轮组合应用。
教学目标 科学观念：知道滑轮是边缘有槽、能绕轴转动的轮；定滑轮位置固定，动滑轮随重物移动。 科学思维：能依据测力数据区分定滑轮主要改变力的方向、动滑轮能省力，理解省力常伴随拉更长距离。 探究实践：能搭建定滑轮和动滑轮装置，规范测量提升同一重物所需的力与绳端移动距离。 态度责任：能为升旗、吊装等任务选择滑轮方案，遵守重物悬挂和绳线操作安全。
重点 通过实测比较定滑轮和动滑轮的作用。 难点 识别动滑轮的受力绳段；理解“方便向下拉”不等于省力。
教学准备 教师：旗杆滑轮、起重机、晾衣架图片，滑轮组合演示。 学生：滑轮、支架、细绳、钩码、弹簧测力计、米尺、记录单。
教学思路 第一课时从旗杆问题认识滑轮，比较直接提升和使用定滑轮，发现用力大小近似但方向改变。第二课时搭建动滑轮，测量力和距离，尝试定动滑轮组合，综合分析省力、方向、距离和装置复杂度。
核心问题/整合内容 核心问题：定滑轮和动滑轮分别改变了什么？怎样根据任务组合使用？ 整合内容：劳动与起重安全、数学（距离和倍数）、工程系统、校园设施观察。
第1课时 认识定滑轮，探究升旗为什么方便
本课时核心问题：向下拉绳升旗，是因为定滑轮省力吗？
教学环节 教学活动 二次备课
一、观察旗杆，提出猜想 【教师活动与语言】 师：国旗向上，手却向下拉，绳和轮怎样改变了运动方向？ 师：请围绕“升旗装置”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：绳绕过顶部滑轮，手向下拉，另一端向上。 生：可能主要改变方向，不一定省力。 【学生活动组织】 观察旗杆或模型，画绳路。 写出“方向改变”和“是否省力”两个假设。 小组把关键证据记录在“升旗猜想图”中，准备在全班交流。 【设计意图】把一个问题拆成方向和力大小两个维度。
二、认识结构，区分定滑轮 【教师活动与语言】 师：滑轮有哪些结构？为什么边缘有槽？工作时哪一部分转、哪一部分固定？ 师：请围绕“固定位置的滑轮”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：轮绕轴转，槽防止绳脱落。 生：定滑轮轴的位置固定。 【学生活动组织】 观察滑轮和安装点。 标出轮、轴、槽、绳和重物。 小组把关键证据记录在“滑轮结构图”中，准备在全班交流。 【设计意图】建立结构语言，防止只把任何圆轮称为滑轮。
三、设计测量，公平比较 【教师活动与语言】 师：比较是否省力时，重物、测力计和提升高度应怎样？ 师：请围绕“直接提与定滑轮”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。 【预设学生回答】 生：用同一重物，匀速提升到同一高度。 生：分别记录直接提和经定滑轮的稳定示数。 【学生活动组织】 确定测量步骤和重复次数。 同时记录施力方向和绳端移动距离。 小组把关键证据记录在“定滑轮实验方案”中，准备在全班交流。 【设计意图】用多指标评价定滑轮，而非仅凭感觉。
四、实验取证，形成结论 【教师活动与语言】 师：测力计示数若略大，是否说明定滑轮更费力？可能原因是什么？ 师：请围绕“改变方向但不明显省力”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：理想情况下不省力，实际有轴摩擦。 生：示数略大可能来自摩擦和装置误差。 【学生活动组织】 完成三次测量并比较。 记录“力大小、方向、距离、方便性”。 小组把关键证据记录在“定滑轮数据表”中，准备在全班交流。 安全提醒：支架固定牢，重物下方不得站人或放手脚。 【设计意图】通过真实数据理解理想模型与实际装置差异。
五、应用解释，理解方便 【教师活动与语言】 师：不省力的定滑轮为什么仍有价值？ 师：请围绕“升旗和井口提水”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：可改变用力方向，向下拉更符合身体发力。 生：把操作位置转移到安全方便处。 【学生活动组织】 分析旗杆、井口和窗帘拉绳。 形成“改变方向也是机械功能”的结论。 小组把关键证据记录在“定滑轮应用卡”中，准备在全班交流。 【设计意图】拓宽“好用”的评价标准，不把机械价值等同省力。
第2课时 探究动滑轮和组合滑轮
本课时核心问题：动滑轮怎样省力？省力的代价是什么？
教学环节 教学活动 二次备课
一、观察移动，识别动滑轮 【教师活动与语言】 师：哪一个滑轮跟重物一起上升？绳子哪一端固定？ 师：请围绕“随重物移动的滑轮”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：动滑轮挂在重物上随之移动。 生：一端固定，拉另一端。 【学生活动组织】 搭建前画出绳路和移动部件。 比较定滑轮与动滑轮位置。 小组把关键证据记录在“动滑轮结构图”中，准备在全班交流。 【设计意图】用动态特征准确区分两类滑轮。
二、测量用力，比较绳段 【教师活动与语言】 师：有几段绳子共同向上拉动滑轮？测力计示数可能是重物的一半吗？ 师：请围绕“动滑轮的省力”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：两段绳共同承担，理想情况下每段力较小。 生：实际有滑轮重量和摩擦。 【学生活动组织】 用同一重物测直接提和动滑轮。 记录稳定示数与理论差异。 小组把关键证据记录在“动滑轮测力表”中，准备在全班交流。 【设计意图】从受力绳段和数据两方面理解省力。
三、测量距离，发现代价 【教师活动与语言】 师：重物上升10厘米，手要拉多长绳？怎样测得准？ 师：请围绕“绳端距离与重物高度”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。 【预设学生回答】 生：可能约20厘米。 生：标记绳端起点和重物高度，同时匀速拉。 【学生活动组织】 用尺测三次并比较比值。 把力和距离结果并列。 小组把关键证据记录在“力—距离对照表”中，准备在全班交流。 【设计意图】显性呈现省力费距离，建立机械功用的权衡。
四、组合设计，满足多目标 【教师活动与语言】 师：若既想省力又想向下拉，应怎样组合？装置变复杂会带来什么问题？ 师：请围绕“定动滑轮组合”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：用动滑轮省力，再加定滑轮改变方向。 生：绳更长、安装复杂、摩擦增大。 【学生活动组织】 搭建简易组合滑轮并测试。 按力、方向、距离、稳定、材料评价。 小组把关键证据记录在“组合滑轮评价表”中，准备在全班交流。 【设计意图】将单元件知识整合为系统设计，认识复杂度代价。
五、工程选择，落实安全 【教师活动与语言】 师：升旗、吊重物、高层晾衣分别选什么滑轮方案？ 师：请围绕“起重和晾衣任务”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：升旗用定滑轮，吊重可用动滑轮或组合。 生：选择还要看载重和固定点安全。 【学生活动组织】 完成任务—方案配对并说明理由。 制定绳索、支架和重物安全规则。 小组把关键证据记录在“滑轮方案卡”中，准备在全班交流。 【设计意图】把实验结论转化为工程决策和风险意识。
课堂练习
1. 工作时位置固定不变的滑轮叫（ ）。A.动滑轮 B.定滑轮 C.轮轴 D.杠杆
2. 定滑轮的主要作用是什么？
3. 动滑轮为什么能省力？
4. 动滑轮省力通常要付出什么代价？
5. 若既想省力又想改变用力方向，应怎样做？
参考答案：1.B；2.改变用力方向，使操作方便；3.有多段绳共同承担重物，理想情况下所需拉力较小；4.要拉更长距离，装置也更复杂；5.组合使用定滑轮和动滑轮。
板书设计 15. 升旗的方法 定滑轮：位置固定→改变方向，通常不省力 动滑轮：随重物移动→省力，但费距离 组合滑轮：省力＋改变方向；更复杂、有摩擦 选择依据：力、方向、距离、稳定、安全
教学反思

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