资源简介

(共22张PPT)
自行车
第三单元 它们是怎样工作的
苏教版（新教材）六年级
上
第10课
课堂导入
观看《自行车骑行队伍》视频，思考：
自行车是一种常见的人力交通工具，人可以便捷控制，轻松骑行。它是人类发明的一种非常成功的复杂机械。
自行车里有哪些科学知识呢？我们一起来探索。
探究新知
自行车的发展历史。
1790年，自行车雏形出现，这是一种被称为“木马轮”的木质两轮车。人骑在上面，用双脚蹬地前行。
1839年，第一辆由曲柄连杆机构驱动后轮的自行车出现，由人踩脚踏板驱动。
1861年，出现前轮大、后轮小，且在前轮上装有曲柄和脚踏板的自行车。这种自行车速度快，但是不稳定，人容易摔伤。
探究新知
自行车的发展历史。
1874 年，人们将前轮缩小，脚踏板通过齿轮和链条与后轮相连，不仅踩起来更轻松，而且更安全。
1861年，出现前轮大、后轮小，且在前轮上装有曲柄和脚踏板的自行车。这种自行车速度快，但是不稳定，人容易摔伤。
如今，自行车仍在不断改进，变得越来越轻便、舒适。
探究新知
自行车上有一些重要部件，如起传动作用的链条、起控制作用的龙头（车把）等。像这样由几个相互联系、相互作用的要素组成的，具有一定功能的有机整体叫作系统。自行车是一种机械系统。
探究新知
认识自行车的部件名称。
①车座
②车架
③刹车把手
④龙头（车把）
⑤后轮
⑥大齿轮
⑦小齿轮
⑧链条
⑨前轮
探究新知
机械系统通常包括动力、传动、控制、执行、支承五个基本的子系统。子系统还可以继续分成下一级子系统。
探究新知
找一找：自行车的各部件，分别属于哪个子系统？
①车座
②车架
③刹车把手
④龙头（车把）
⑤后轮
⑥大齿轮
⑦小齿轮
⑧链条
⑨前轮
自行车的动力来自骑行者。
传动系统：_________
控制系统：_________
执行系统：_________
支承系统：_________
⑥ ⑦ ⑧
③ ④
⑤
① ② ⑨
探究新知
汽车的机械系统也由五个基本的子系统组成，各子系统相互配合、协同工作。
动力系统
控制系统
支承系统
传动系统
执行系统
探究新知
探究自行车的传动系统。
（1）自行车的链条是如何传动的？
①组装一个模拟自行车链条传动的装置。
②分别转动大齿轮和小齿轮，观察一个齿轮是如何带动另一个齿轮的。
我发现,自行车的链条传动的秘密是:
_____________________________________________________________________
探究新知
探究自行车的传动系统。
（1）自行车的链条是如何传动的？
链条将动力从一个齿轮传递到另一个齿轮，两个齿轮转动方向相同，大齿轮转得慢，小齿轮转得快。
探究新知
（2）自行车的齿轮为什么大小不一？
①数一数大、小齿轮的齿数。
大齿轮有（ ）个齿，小齿轮有（ ）个齿。
②大齿轮转动圈数与小齿轮转动圈数有什么关系？
大齿轮转1圈，小齿轮约转（ ）圈；
大齿轮转2圈，小齿轮约转（ ）圈；
大齿轮转3圈，小齿轮约转（ ）圈；
大齿轮转4圈，小齿轮约转（ ）圈……
我发现：自行车快速前进的秘密是
__________________________________________________
__________________________________________________
14
6
2
4
6
8
大齿轮转一圈，小齿轮转好几圈，小齿轮转动更快，使自行车快速前进。
探究新知
探究自行车的控制系统。
自行车的刹车是如何工作的？
自行车的刹车部件包括刹车把手、刹车线、刹车臂、刹车块等，刹车把手通过刹车线连接前、后刹车臂和刹车块。
自行车的刹车部件很重要，一旦失灵，可能造成严重的后果，因此要定期检查。
刹车线
刹车臂
刹车块
刹车把手
探究新知
探究自行车的控制系统。
自行车的刹车是如何工作的？
刹车线
刹车臂
刹车块
刹车把手
①观察与左、右刹车把手相连的刹车块在什么位置。
②捏紧右刹车把手，观察刹车块是如何制动的。
③捏紧左刹车把手，观察刹车块是如何制动的。
探究新知
探究自行车的控制系统。
自行车的刹车是如何工作的？
刹车线
刹车臂
刹车块
刹车把手
我发现：自行车制动的秘密是
___________________________________________________________________________
捏刹车把手，通过刹车线带动刹车块压紧车轮，增大摩擦力，让车轮减速停下。
用学过的摩擦力知识来解释。
探究新知
自行车的各个子系统是怎样协同工作的？
一、选择题
1. 下列部件，属于自行车传动系统的是（ ）
A. 车把 B. 链条 C. 车座
2. 大齿轮齿数 14，小齿轮齿数 6，大齿轮转动 1 圈，小齿轮大约转动（ ）圈
A.1 B.2 C.0.5
3. 车把（龙头）属于自行车的哪一个子系统（ ）
A. 控制系统 B. 支承系统 C. 执行系统
4. 下列属于自行车支承系统的是（ ）
A. 车架 B. 刹车把手 C. 小齿轮
5. 自行车刹车能够制动，主要利用的是（ ）
A. 弹力 B. 摩擦力 C. 磁力
课堂练习
B
A
B
B
A
二、判断题（对的打√，错的打 ×）
1. 自行车的各个子系统相互配合、协同工作，自行车才能正常骑行。（ ）
2. 链条传动时，大齿轮和小齿轮转动方向相反。（ ）
3. 大齿轮转的圈数少，小齿轮转的圈数多，帮助自行车快速前进。（ ）
4. 刹车失灵不会影响骑行安全，不需要定期检查刹车。（ ）
5. 后轮属于自行车的执行系统。（ ）
6. 车架、车座、前轮属于支承系统。（ ）
课堂练习
×
√
×
√
√
√
课堂小结
小朋友们，通过今天的学习，你有哪些收获呢？
作业布置
1.回家观察自家自行车，找出五大子系统对应的部件；
2.简单检查自行车刹车是否灵敏，做好安全记录；
3.搜集更多自行车发展小资料。
板书设计
第 10 课 自行车
机械系统：动力、传动、控制、执行、支承 链条传动：
同向转动，大慢小快 刹车：
依靠摩擦力制动
课后反思
本节课以生活实物自行车为载体开展教学，借助模拟实验有效帮助学生理解齿轮传动规律，落实系统思维培养。但 “系统、子系统” 概念较为抽象，部分学生对部件分类仍容易混淆。课堂可以增加实物自行车观察环节，给学生更多直观感知。同时要进一步联系生活，强化安全骑行的责任教育。小学科学苏教版（新教材）六年级上册
第三单元第10课《自行车》教学设计
教材：苏教版新教材
课节：小学科学六年级上册第三单元第 10 课
课时：1 课时（40 分钟）
一、教材分析
本课是第三单元《它们是怎样工作的》第2课，整册排在第10课，自行车是学生生活中十分熟悉的人力机械。本课从自行车发展历史导入，引出系统概念，把自行车拆解为动力、传动、控制、执行、支承五大子系统。重点探究链条齿轮传动原理、刹车的摩擦制动原理，理解各子系统相互配合，让机械完成整体功能，为后续学习其他复杂机械系统打下认知基础。
二、学情分析
六年级学生日常大多见过、骑过自行车，对自行车外观部件有直观认识，但很少从机械系统角度去分析。学生已经掌握摩擦力的基础知识点，具备简单动手模拟实验、观察记录现象的能力，但对于 “系统、子系统” 抽象概念理解存在难度，需要借助模拟实验、实物观察降低理解门槛。
三、教学目标
（一）科学观念
1.知道自行车属于机械系统，由动力、传动、控制、执行、支承五个子系统构成，各子系统由不同部件组成，相互协同完成骑行功能。
2.理解链条传动特点：链条传递动力，大小齿轮转动方向相同；大齿轮齿数多转得慢，小齿轮齿数少转得快。
3.明白自行车刹车依靠摩擦力实现制动，知道刹车部件需要定期检查维护。
4.简单了解自行车的发展演变历程。
（二）科学思维
1.能够对自行车部件进行分类，辨析部件分别归属哪一个子系统，建立整体与局部的系统思维。
2.通过观察齿轮转动现象，推理齿轮齿数和转动圈数之间的关系，解释自行车加速前进的原理。
3.运用摩擦力旧知识，分析刹车制动背后的科学原理，实现知识迁移。
（三）探究实践
1.通过齿轮链条模拟装置开展动手实验，观察记录大小齿轮转动现象，总结链条传动规律。
2.观察自行车刹车结构，操作观察刹车工作过程，描述刹车的制动过程。
3.小组合作讨论，梳理自行车各个子系统之间协同工作的过程。
（四）态度责任
1.感受自行车发明改进的智慧，体会机械技术不断发展给生活带来便利。
2.认识自行车刹车安全的重要性，树立交通工具安全检查、安全骑行的意识。
3.愿意观察生活中的机械，乐于探究常见机械当中蕴含的科学道理。
四、教学重难点
教学重点：认识自行车五大子系统；掌握链条传动规律；理解刹车依靠摩擦力制动。
教学难点：理解系统与子系统的关系，解释各子系统如何协同工作驱动自行车。
五、教学准备
教师：自行车实物图片、自行车发展历史资料、齿轮链条模拟实验套件。
学生：课堂记录单、笔；小组一套齿轮链条模拟器材。
六、教学过程（40 分钟）
（一）课堂导入（4 分钟）
教师谈话导入：同学们，自行车是生活里非常普遍的人力交通工具。我们可以轻松操控自行车骑行，自行车是一项十分成功的复杂机械。
播放骑行队伍短视频素材，抛出思考问题：大家天天看见自行车，但是你们知道自行车里面藏着哪些科学知识吗？
学生自由发言，说一说自己知道的自行车部件与现象。
教师顺势过渡：自行车并不是零散零件简单拼在一起，各个零件相互配合才能骑动。今天我们就一起深入研究第 10 课《自行车》，揭开自行车工作的科学秘密。
（二）探究新知 1：自行车的发展历史（5 分钟）
教师依次讲解自行车的演变过程：
1790 年出现 “木马轮” 木质两轮车，人靠双脚蹬地前进；
1839 年出现依靠曲柄连杆驱动后轮的自行车；
1861 年出现前轮巨大、后轮很小的自行车，速度快但是稳定性差，容易摔伤；
1874 年人们缩小前轮，用齿轮链条连接脚踏与后轮，骑行更轻松安全；
现代自行车持续优化，更加轻便舒适。
教师提问：从自行车的演变，大家发现人们在不断解决什么问题？
学生回答后教师小结：技术不断改进，让交通工具更安全、省力、好用。随后引出核心概念：多个相互联系、相互作用的要素组合，具备特定功能的整体叫做系统，自行车就是典型的机械系统。
（三）探究新知 2：认识自行车五大子系统（8 分钟）
教师出示自行车部件图，带领学生认识车座、车架、刹车把手、车把（龙头）、后轮、大齿轮、小齿轮、链条、前轮各个部件。
教师讲解：机械系统一般分为动力、传动、控制、执行、支承五个子系统。自行车动力来源是骑行者人的力量。
随后组织学生小组讨论，给部件划分归属：传动系统包含大齿轮、小齿轮、链条；控制系统包含刹车把手、龙头（车把）；执行系统是后轮；支承系统包含车座、车架、前轮。
教师进一步点拨：子系统还能够继续拆分更小的组成部分。
拓展简单介绍汽车同样具备这五大子系统，强化学生对机械系统的认知。
教师追问：如果少了链条这个传动部件，自行车还能前进吗？引导学生初步感知子系统之间互相依存。
（四）探究新知 3：探究传动系统链条齿轮的秘密（10 分钟）
本环节为小组动手实验。
第一步组装链条齿轮模拟装置，组装完成后，学生分别转动大齿轮和小齿轮，观察齿轮传动现象。
小组完成记录：链条把动力从一个齿轮传递给另一个齿轮，两个齿轮转动方向一致，大齿轮转动速度慢，小齿轮转动速度快。
接着开展齿数与圈数探究：
数一数大齿轮齿数 14，小齿轮齿数 6。
转动大齿轮，观察计数：大齿轮转 1 圈，小齿轮大约转 2 圈；大齿轮转 2 圈，小齿轮约转 4 圈；以此类推。
小组讨论，尝试解释自行车快速前进的秘密。
全班交流汇报，教师总结：脚踏带动大齿轮转动，链条传递动力，大齿轮转一圈，小齿轮转动多圈，带动后轮快速旋转，自行车就可以快速向前行驶。
（五）探究新知 4：探究控制系统，刹车的工作原理（7 分钟）
教师出示刹车结构图，认识刹车把手、刹车线、刹车臂、刹车块。
布置观察任务：观察刹车块原始位置；捏紧刹车把手，观察刹车块发生什么变化。
学生结合图片素材模拟观察，小组交流现象。
全班汇总：捏刹车把手，拉动刹车线，带动刹车臂，刹车块紧紧压住车轮，增大车轮受到的摩擦力，车轮转速下降，实现减速停车。
教师引导学生调用之前学的摩擦力知识进行解释。
安全教育渗透：刹车是重要安全部件，刹车失灵会引发危险，日常生活当中要定期检查自行车刹车。
教师继续抛出思考：自行车这么多子系统，怎样协同完成骑行？
师生共同梳理：人提供动力，脚踏带动传动系统齿轮链条，传动系统带动执行系统后轮转动；支承系统车架、车座承载人和整车；通过控制系统车把控制方向，刹车控制停止，全部子系统配合，自行车完成骑行。
（六）课堂练习（3 分钟）
学生独立完成课堂练习，包含五道选择题，六道判断题。完成后师生集体订正，针对错题解析。重点巩固子系统分类、链条传动特点、刹车摩擦力原理。
（七）课堂小结与布置作业（3 分钟）
课堂小结：师生一起回顾本节课收获，回顾系统、五大子系统，链条传动、刹车制动的核心知识点。
布置课后作业：
1. 回家观察自家自行车，找出五大子系统对应的部件；
2. 简单检查自行车刹车是否灵敏，做好安全记录；
3. 搜集更多自行车发展小资料。
七、板书设计
第 10 课 自行车
机械系统：动力、传动、控制、执行、支承 链条传动：
同向转动，大慢小快 刹车：
依靠摩擦力制动
八、教学反思
本节课以生活实物自行车为载体开展教学，借助模拟实验有效帮助学生理解齿轮传动规律，落实系统思维培养。但 “系统、子系统” 概念较为抽象，部分学生对部件分类仍容易混淆。课堂可以增加实物自行车观察环节，给学生更多直观感知。同时要进一步联系生活，强化安全骑行的责任教育。
6 / 6小学科学苏教版（新教材）六年级上册
第三单元第10课《自行车》同步练习题
一、填空题
自行车是一种人力交通工具，属于____________系统，由多个相互联系、相互作用的要素组成，具备特定功能。
机械系统一般包含五个子系统：____________________、____________________、____________________、____________________、____________________。自行车的动力来自____________________。
自行车传动系统主要由大齿轮、____________________、____________________组成。链条传动时两个齿轮转动方向__________；大齿轮转动慢，小齿轮转动__________。
自行车刹车部件有刹车把手、____________________、刹车臂、____________________。捏紧刹车把手，刹车块压紧车轮，增大__________________，使车轮减速停止。
1790 年出现自行车雏形 “__________________”，靠双脚蹬地前进；1874 年出现链条齿轮传动结构，自行车变得更轻松、安全。
二、选择题
下列部件，属于自行车传动系统的是（ ）
A. 车把 B. 链条 C. 车座
大齿轮齿数 14，小齿轮齿数 6，大齿轮转动 1 圈，小齿轮大约转动（ ）圈
A.1 B.2 C.0.5
车把（龙头）属于自行车的哪一个子系统（ ）
A. 控制系统 B. 支承系统 C. 执行系统
下列属于自行车支承系统的是（ ）
A. 车架 B. 刹车把手 C. 小齿轮
自行车刹车能够制动，主要利用的是（ ）
A. 弹力 B. 摩擦力 C. 磁力
三、判断题（对打√，错打 ×）
自行车的各个子系统相互配合、协同工作，自行车才能正常骑行。（ ）
链条传动时，大齿轮和小齿轮转动方向相反。（ ）
大齿轮转的圈数少，小齿轮转的圈数多，帮助自行车快速前进。（ ）
刹车失灵不会影响骑行安全，不需要定期检查刹车。（ ）
后轮属于自行车的执行系统。（ ）
车架、车座、前轮属于支承系统。（ ）
四、简答题
简单说一说自行车链条传动的工作秘密。
自行车刹车是怎样实现制动停下的？请结合摩擦力知识回答。
写出自行车五个子系统，并各举 1 个对应部件。
参考答案
一、填空题
机械
动力系统、传动系统、控制系统、执行系统、支承系统；骑行者（人）
小齿轮、链条；相同；快
刹车线；刹车块；摩擦力
木马轮
二、选择题
1.B 2.B 3.A 4.A 5.B
三、判断题
1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.√
四、简答题
链条把动力从大齿轮传递给小齿轮；两个齿轮转动方向一样；大齿轮转动慢，小齿轮转动更快。
捏刹车把手，通过刹车线带动刹车块紧紧压住车轮，增大车轮和刹车块之间的摩擦力，阻碍车轮转动，车轮就减速、停止。
动力系统：人的脚踏提供动力； 传动系统：链条； 控制系统：车把 / 刹车把手； 执行系统：后轮； 支承系统：车架。（部件答案不唯一，对应正确即可）
3 / 3小学科学苏教版（新教材）六年级上册
第三单元第10课《自行车》课堂逐字稿
（课堂导入，4 分钟）
同学们，自行车是生活里非常普遍的人力交通工具。
我们可以轻松操控自行车骑行，自行车是一项十分成功的复杂机械。
大家天天看见自行车，但是你们知道自行车里面藏着哪些科学知识吗？
好，哪位同学愿意来说一说，你了解自行车的哪些部件，知道哪些有趣的现象？
刚刚同学们分享了很多自己知道的内容。自行车并不是零散零件简单拼在一起，各个零件相互配合才能骑动。
今天我们就一起深入研究第 10 课《自行车》，揭开自行车工作的科学秘密。
（探究新知 1：自行车的发展历史，5 分钟）
同学们，自行车并不是一开始就是我们现在看到的样子，它经历了漫长的发展演变。
在 1790 年，出现了 “木马轮” 木质两轮车，人们需要靠双脚蹬地才能够向前前进。
到 1839 年，诞生了依靠曲柄连杆驱动后轮的自行车。
1861 年，出现了前轮巨大、后轮很小的自行车，这种车速度快，但是稳定性很差，很容易摔伤。
1874 年，人们把前轮缩小，使用齿轮链条连接脚踏与后轮，骑行变得更加轻松、安全。
随着时代发展，现代自行车也在不断优化，变得更加轻便、舒适。
了解完自行车的演变历史，大家想一想，从自行车不断变化改进的过程中，人们一直在不断解决什么问题？
没错，大家说得都很有道理。技术在不断改进，目的就是让交通工具变得更安全、更省力、更好用。
在这里我们接触一个新的科学概念：多个相互联系、相互作用的要素组合在一起，拥有特定功能的整体，就叫做系统。
我们今天研究的自行车，就是一个典型的机械系统。
（探究新知 2：认识自行车五大子系统，8 分钟）
大家请看大屏幕上的自行车部件图，我们一起来认识这些零件：车座、车架、刹车把手、车把也就是龙头、后轮、大齿轮、小齿轮、链条、前轮。
一个完整的机械系统，一般可以划分成动力、传动、控制、执行、支承五个子系统。
自行车的动力，来源就是我们骑行的人，人的力量就是它的动力。
接下来请各个小组开展讨论，想一想，刚刚看到的这些部件，分别归属于哪一个子系统。
好，我们一起来梳理。传动系统包含大齿轮、小齿轮、链条；控制系统包含刹车把手、龙头也就是车把；执行系统是后轮；支承系统包含车座、车架、前轮。
大家要记住，子系统还可以继续拆分出更小的组成部分。
不止自行车，像我们生活当中的汽车，同样具备这五大子系统，大家可以课后想一想汽车对应的部件，帮助我们更好理解机械系统。
老师这里有一个问题想问问大家：如果少了链条这个传动部件，自行车还能前进吗？
对，不能前进。这也说明，各个子系统之间是相互依存，缺一不可的。
（探究新知 3：探究传动系统链条齿轮的秘密，10 分钟）
接下来我们重点来研究自行车的传动系统，解开链条和齿轮藏着的科学秘密。
请各个小组拿出桌上的链条齿轮模拟实验套件，先来把装置组装完整。
组装完成之后，请大家分别转动大齿轮和小齿轮，仔细观察齿轮传动出现的现象，把你们观察到的结果记录在课堂记录单上。
大家在实验过程中要留意：链条是怎样传递动力的，两个齿轮转动方向一样吗，大小齿轮转动的快慢有什么区别。
好，实验结束，哪个小组愿意分享你们的实验发现？
总结大家的观察结果：链条把动力从一个齿轮传递给另一个齿轮，两个齿轮转动方向一致，大齿轮转动速度慢，小齿轮转动速度快。
接下来我们继续探究齿轮齿数和转动圈数之间的关系。大家数一数，这套装置里大齿轮齿数是 14，小齿轮齿数是 6。
请大家转动大齿轮，仔细数一数，大齿轮转 1 圈，小齿轮大约转几圈；大齿轮转 2 圈，小齿轮又大约转几圈，把数据记录下来。
观察完实验现象，小组内互相讨论，试着解释：自行车是怎么实现快速前进的？
好，我们请小组代表来分享你们的想法。
老师来总结一下：我们踩动脚踏，脚踏带动大齿轮转动，链条负责传递动力，大齿轮转动一圈，小齿轮就会转动很多圈，小齿轮带动后轮快速旋转，这样自行车就可以快速向前行驶了。
（探究新知 4：探究控制系统，刹车的工作原理，7 分钟）
研究完传动系统，我们再来研究自行车非常重要的控制系统 —— 刹车。
大家看屏幕上的刹车结构图，我们一起来认识刹车的组成零件：刹车把手、刹车线、刹车臂、刹车块。
接下来请大家仔细观察图片，先看一看刹车块原本处在什么位置；再想象捏紧刹车把手，观察刹车块会发生什么样的变化，小组之间互相交流你看到的现象。
好，我们一起来汇总观察结果。当我们捏刹车把手的时候，会拉动刹车线，刹车线带动刹车臂，最后刹车块就会紧紧压住车轮，车轮受到的摩擦力就会增大，车轮转速降低，自行车就实现减速、停车。
大家可以调用我们之前学习过的摩擦力相关知识，再来解释一遍刹车的工作过程。
刹车是保障骑行安全十分重要的部件，一旦刹车失灵，很容易引发危险。所以我们在日常生活当中，一定要定期检查自行车的刹车是否完好灵敏。
讲到这里老师有一个思考问题：自行车拥有这么多子系统，它们是怎样协同配合，完成骑行这件事的呢？
我们一起来梳理一遍：人提供动力，脚踏带动传动系统的齿轮与链条；传动系统带动执行系统后轮进行转动；支承系统的车架、车座承载人和整车的重量；控制系统里的车把控制骑行方向，刹车控制车辆停止。所有子系统相互配合，自行车才能够顺利完成骑行。
（课堂练习，3 分钟）
接下来我们进行课堂练习，请大家独立完成练习题目，包含五道选择题，六道判断题。
做完之后我们集体订正，大家认真核对答案。我们针对错题来解析，重点巩固自行车子系统分类、链条传动特点还有刹车依靠摩擦力制动这些知识点。
（课堂小结与布置作业，3 分钟）
好，练习完成，我们一起来回顾这一节课的收获。
我们今天认识了系统与子系统，学习了自行车的五大子系统，了解链条传动的特点，也搞懂了刹车依靠摩擦力制动的科学原理。
接下来布置今天的课后作业：
第一，回家观察家里的自行车，找出五大子系统分别对应的部件。
第二，简单检查自行车刹车是否灵敏，做好安全记录。
第三，搜集更多和自行车发展有关的小资料。
今天的课就上到这里，下课。

展开更多......

收起↑