资源简介

(共22张PPT)
教科版 五年级上册《工具与技术》单元
2.独轮车省力的秘密
聚焦
独轮车是一种从古至今都在使用的运输工具，独轮车可以帮助我们更省力地搬运重物。独轮车为什么可以省力？
杠杆技术
探索
活动1：认识杠杆
在一根棍子下面放一个支撑物，就能用它撬起重物了。人们把这样的工具叫做撬棍。
撬棍是一种杠杆类工具
探索
活动1：认识杠杆
杠杆上有三个重要的作用点：
支点：支撑着杠杆，使杠杆能围绕着转动的位置。
用力点：在杠杆上用力使杠杆转动的点，通常是扶手位置。
阻力点：杠杆中阻碍杠杆转动的力的位置。
探索
活动2：寻找独轮车里的杠杆
1. 找一找独轮车里杠杆的三个作用点。
支点
用力点
阻力点
探索
活动2：寻找独轮车里的杠杆
2. 模拟独轮车搬运重物，体验杠杆的作用效果。
实验材料：直尺、橡皮泥、橡皮
直尺、橡皮泥和橡皮分别模拟了什么？
车架
重物
（阻力点）
支点
用力点
探索
活动2：寻找独轮车里的杠杆
（1）用直尺抬起橡皮泥，保持橡皮和橡皮泥的位置不变，变换手指用力的位置，感受用力大小的不同并记录。
用力的位置 感受到的用力大小
改变用力点的位置
探索
活动2：寻找独轮车里的杠杆
（2）保持橡皮泥和手指用力的位置不变，调整橡皮的位置，感受用力大小的不同并记录。
橡皮的位置 感受到的用力大小
改变支点的位置
探索
活动2：寻找独轮车里的杠杆
如果将支点移动到用力点和重物之间，可以借助杠杆抬升重物吗？
研讨
独轮车省力的秘密是什么？
用力大
用力小
用力点离支点越远，省力效果越明显。
改变用力点的位置
同时改变了用力点和阻力点到支点的距离
≠支点越靠近阻力点越省力。
改变支点的位置
支点不能设置在用力点和阻力点之间，否则无法抬起重物
用力小
用力大
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
找一找，说一说你都使用过哪些杠杆类工具，这些工具使用起来有什么好处。
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
支点
阻力点
用力点
用力点离支点远，省力
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
园林剪
支点
用力点
阻力点
用力点离支点远，省力
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
支点
用力点
阻力点
用力点离支点更近，费力
好处：扩展了力的作用范围
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
用力点离支点近，费力
阻力点
用力点
支点
阻力点
用力点
支点
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
用力点到支点的距离=阻力点到支点的距离
不省力也不费力
支点
用力点
阻力点
探索
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
不省力也不费力
支点
用力点
阻力点
研讨
当杠杆的用力点、支点和阻力点位置不同，其功能也大不相同。根据力的作用点以及力的作用效果，杠杆可以分为哪几类？
研讨
用力点离支点远，省力杠杆
用力点离支点近，费力杠杆
用力点到支点的距离=阻力点到支点的距离
不省力也不费力杠杆
拓展
我们身体也有很多地方应用了杠杆原理，试着找一找身体上的杠杆。
支点
动力（用力点）
阻力点
拓展2.2 《独轮车省力的秘密》教学设计
【教材分析】
本课承接第一课独轮车结构认知，聚焦独轮车省力核心原理 —— 杠杆原理。教材分为四大板块：聚焦直接抛出 “独轮省力源于杠杆” 核心观点，激发探究欲；探索环节先用直尺、橡皮、石块搭建简易杠杆模型，通过两组对比实验，分别改变用力点、支点位置感受用力大小，再分类识别生活省力、费力杠杆；研讨汇总三类杠杆的作用；拓展挖掘人体内部杠杆结构，打通工具与人体科学的联系。
本课是单元首个简单机械原理探究课，搭建杠杆三点（支点、用力点、阻力点）核心模型，为后续工程制作课奠定理论基础。
【学情分析】
学生知道独轮车运货更轻松，但不清楚杠杆这一底层原理；能看懂撬石头的简易杠杆，却很难对应到独轮车扶手、车轮、货物的三点位置；实验时容易忽略 “单一变量” 原则，得出片面结论；生活中只能识别老虎钳这类省力杠杆，容易忽略筷子、夹子等费力杠杆的实用价值。
【教学目标】
科学观念
1.杠杆包含支点、用力点、阻力点三个关键位置，独轮车是典型省力杠杆；
2.知道用力点距离支点越远，撬动重物越省力。
科学思维
对比两组杠杆模拟实验，分析独轮车省力的秘密；
探究实践
1.比较使用杠杆和不使用杠杆的用力情况，发现使用杠杆能够省力。
2.通过改变手指用力位置、橡皮位置的对比实验，搜集证据说明三个点位置的改变会影响杠杆的作用效果。
态度责任
1.严谨开展对比实验，如实记录用力感受，不主观修改实验结论；
2.体会古人利用杠杆发明独轮车的智慧，愿意主动寻找身边杠杆工具。
【教学重难点】
重点：通过模拟实验总结杠杆省力规律，识别生活中的杠杆类工具。
难点：在独轮车上精准找到支点、用力点、阻力点，区分省力与费力杠杆的用途。
【教学准备】
教师教具：多媒体课件，老虎钳 / 筷子 / 订书机实物。
小组学具：直尺、橡皮、橡皮泥、探究记录单。
【教学流程图】
【教学过程】
（一）聚焦（5 分钟）
出示独轮车搬运重物的图片提问：同样一堆木材，徒手搬很重，用独轮车推着却轻松很多，独轮车省力的秘密是什么？导入本课杠杆探究。
设计意图：结合上节课独轮车旧知建立知识衔接，直接点明本课核心机械概念。
（二）探索（24 分钟）
活动 1 认识杠杆三要素（5 分钟）
展示撬石头示意图，讲解支点、阻力点、用力点。
设计意图：先用简易撬棍模型降低概念难度，便于在下一环节迁移到独轮车，完成模型到实物的对应转化，突破本课难点。
活动 2 寻找独轮车里的杠杆（20分钟）
1.将杠杆的三个作用点对应独轮车：车轮 = 支点、货物 = 阻力点、扶手末端 = 用力点。
2.杠杆实验
实验一：固定支点，改变用力点
橡皮固定做支点，橡皮泥统一放在直尺中间（阻力点不变），手分别在靠近支点、中等距离、最外侧三处抬直尺，感受用力轻重并记录。
实验二：固定用力点与重物，移动支点
手抬直尺位置、橡皮泥位置不变，移动橡皮支点逐渐远离橡皮泥，对比用力大小。注意：教师提示本实验存在双变量，因为支点靠近阻力点的同时，也在靠近用力点。而支点不能够移动到用力点和阻力点的中间，否则无法抬起重物。本实验仅用来模拟独轮车轮子安装逻辑。
设计意图：用身体感受杠杆省力的秘密，同时规避学生 “支点越近重物越省力” 误区，同步说明实验局限性，培养严谨实验思维，同时关联独轮车制作要点。
活动 3 寻找生活中的杠杆
分发各类杠杆工具实物，小组体验并标注三点，区分省力、费力工具。
设计意图：理论联系生活，打破 “杠杆一定省力” 固有认知，理解费力杠杆延长操作范围的优势。
（三）研讨（10 分钟）
1.独轮车能省力的秘密是什么？
2.杠杆分为哪几种类型？有什么用处？
设计意图：总结杠杆的特点，并辩证分析各类杠杆的使用价值，建立 “省力只是工具其中一个功能” 完整认知。
（四）拓展（5分钟）
展示手臂骨骼肌肉示意图，讲解手肘为支点、手部重物为阻力、肱二头肌为用力点，让学生举重物感受人体杠杆，并寻找更多的身体中的杠杆。
设计意图：拓展杠杆认知边界，证明机械原理不仅存在人造工具，也存在生物体结构，拓宽科学视野。
【板书设计】
【学生记录单设计】见附件2.2《独轮车省力的秘密》探究记录单
班级： 小组： 日期：
活动1：认识杠杆
如下图所示，杠杆上有三个重要的作用点，分别是 、 、 。
活动2：寻找独轮车里的杠杆
1. 找一找独轮车里杠杆的三个作用点，并在下图中标注出来。
模拟独轮车搬运重物，体验杠杆的作用效果。
（1）实验一：用直尺抬起橡皮泥，保持橡皮和橡皮泥的位置不变，变换手指用力的位置，感受用力大小的不同并记录。
（2）实验二：保持橡皮泥和手指用力的位置不变，调整橡皮的位置，感受用力大小的不同并记录。
独轮车搬运重物模拟实验记录表
模拟实验一 用力的位置 感受到的用力大小
模拟实验二 橡皮的位置 感受到的用力大小
我的发现
活动3：寻找生活中的杠杆类工具
观察下列杠杆类工具，尝试找出杠杆的三个作用点，并在图中进行标注。
小石头
大石头
阻力点支点
用力点
0
50数
004
@
24762w
24/826/8

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