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(共30张PPT)
独轮车省力的秘密
第二单元 工具与技术
教科版（新教材）五年级
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第2课
课堂导入
观看视频：
初步了解独轮车的发展历史。
课堂导入
过去运输工具不发达，人们常使用独轮车搬运重物。不过，今天只能在工地、矿场、农田等场所见到独轮车的身影了。
探究新知
独轮车可以帮助我们更省力地搬运重物，是因为独轮车运用了杠杆技术。我们使用过杠杆类工具吗？杠杆有什么作用？
跟着这些问题，让我们一起来探索。
探究新知
1.认识杠杆
在一根棍子下放一个支撑物，就能用它撬起重物了。人们把这样的工具叫撬棍。撬棍是一种杠杆类工具。
探究新知
杠杆上有三个重要的位置：
支点：支撑着杠杆，是杠杆能围绕着上下转动的固定点。
用力点：在杠杆上用力的位置，通常是扶手位置。
阻力点：杠杆中阻碍用力点转动的位置。
支点
小石头
用力点
大石头
阻力点
探究新知
做模拟独轮车搬运重物的实验，体验杠杆的作用并记录。
2.寻找独轮车里的杠杠。
探究新知
2.寻找独轮车里的杠杠。
直尺模拟杠杆（独轮车），石块模拟车上的重物，橡皮模拟支点（车轮）。
直尺、石块、橡皮分别模拟了什么
探究新知
2.寻找独轮车里的杠杠。
用直尺抬起石块，保持橡皮和石块的位置不变，变换手指用力的位置，感受用力情况的不同并记录。
探究新知
①用力位置靠近石头，离支点（橡皮）近：
近
2.寻找独轮车里的杠杠。
探究新知
②用力位置在直尺末端与石头中间，离支点（橡皮）适中：
适中
2.寻找独轮车里的杠杠。
探究新知
③用力位置在直尺末端，离支点（橡皮）远：
远
2.寻找独轮车里的杠杠。
探究新知
根据实验中用力大小的感受，填写实验记录单：
离支点距离近
离支点距离适中
离支点距离远
用力大
用力小
用力适中
探究新知
2.寻找独轮车里的杠杠。
保持石块和手指用力的位置不变，调整橡皮的位置，感受用力情况发生的变化并记录。
探究新知
2.寻找独轮车里的杠杠。
①橡皮位置靠近石块，橡皮离石块距离近：
近
探究新知
2.寻找独轮车里的杠杠。
②橡皮位置在直尺末端与石块中间，离石块距离适中：
适中
探究新知
2.寻找独轮车里的杠杠。
③橡皮位置在直尺末端，离石块远：
远
探究新知
根据实验中用力大小的感受，填写实验记录单：
离石块距离近
离石块距离适中
离石块距离远
用力小
用力大
用力适中
探究新知
3.寻找生活中的杠杆类工具。
说一说我们都使用过哪些杠杆类工具，这些工具使用起来有什么好处。
杠杆类工具种类丰富，结构多样。用力点、支点和阻力点位置不同，功能也不同。
省距离
省距离
省力
省距离
省力
省力
探究新知
3.寻找生活中的杠杆类工具。
你还知道哪些杠杆类工具？使用起来有什么好处？把它填在记录单中，再与同学交流。
探究新知
1.独轮车省力的秘密是什么？
独轮车的车轮轴位置是支点，装载重物的位置是阻力点，人用力的位置是用力点。用力点比阻力点离支点的距离更远，所以省力。
而且，重物位置离车轮支点越近，人手握持车把的位置离车轮支点越远，就越省力。
同时车轮滚动可减小地面摩擦力，让搬运重物更轻松。
探究新知
生活中的杠杆主要有三类：
（1）省力杠杆：例如羊角锤拔钉子、开瓶器开瓶盖，用较小力气完成费力的事。
（2）省距离杠杆：筷子夹菜、钓鱼竿钓鱼，手移动小段距离，前端就能大幅移动。
（3）等臂杠杆：例如天平，可以用来精准称量物体质量。
2.生活中的杠杆类工具还有哪些作用？
探究新知
我们的身体也有很多地方运用了杠杆原理。比如人的手臂绕肘关节运动，可以看作由手臂肌肉和骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点，肱二头肌提供动力，重物对手施加阻力。
探究新知
你还能举出更多的例子吗？
例如：
踮起脚尖时：脚掌是杠杆，支点在脚尖，属于省力杠杆。
抬头低头时：颈椎是支点，头部构成杠杆。
屈膝抬腿时：膝关节作为支点，腿部骨骼构成杠杆。
……
一、选择题
1. 使用独轮车搬运重物时，下面哪种做法会更省力（ ）
A. 重物尽量远离车轮，手握住车把靠近车轮
B. 重物尽量靠近车轮，手握住车把的最末端
C. 重物尽量靠近车轮，手握住车把靠近车轮
2. 下列工具中，属于省力杠杆的是（ ）
A. 钓鱼竿 B. 开瓶器 C. 筷子
3. 筷子夹菜的时候属于（ ）杠杆。
A. 省距离 B. 省力 C. 等臂
课堂练习
A
B
B
二、判断题（对的打√，错的打 ×）
1. 杠杆一定都是省力的。（ ）
2. 独轮车除了杠杆省力，车轮滚动还可以减小摩擦力，让搬运更轻松。（ ）
3. 我们抬起手臂拿物体时，肘关节就是这个杠杆的支点。（ ）
4. 省力杠杆可以省力，同时也能省距离。（ ）
5. 改变杠杆上支点、用力点、阻力点的位置，杠杆的作用也会发生改变。（ ）
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
2.8 动物的生命周期
一、生命周期共同阶段
出生 → 生长发育 → 繁殖 → 死亡
二、典型动物
鱼：卵→幼体→幼鱼→成鱼（不变态发育）
蛙：卵→蝌蚪→幼蛙→成蛙（变态发育）
三、人类
胎儿→婴儿→儿童→成年→老年
四、生命理念
尊重生命，保护动物
回家寻找家中杠杆工具，分辨属于哪一类杠杆，简单记录下来。
板书设计
第 2 课 独轮车省力的秘密
杠杆：支点、用力点、阻力点
用力点远、阻力点近→省力
省力、省距离、等臂三类杠杆
课后反思
本节课以模拟实验为核心，学生动手体验充分，能够较好理解独轮车杠杆原理，但部分学生做实验时没有严格遵守控制变量要求，主观感受存在偏差。课堂可以增加更多实物教具，帮助学生把实物抽象成杠杆模型。同时对于省力与省距离的辩证关系，部分学生理解仍比较模糊，课后可以布置观察任务巩固认知。小学科学教科版（新教材）五年级上册
第二单元第2课《独轮车省力的秘密》教学设计
教材版本：教科版
课节：小学五年级上册第二单元第 2 课
课时：1课时，40 分钟
一、教材分析
本课隶属于 “工具与技术” 单元，以生活中的独轮车为研究载体，引导学生认识杠杆，了解杠杆支点、用力点、阻力点三个关键位置。通过模拟实验探究独轮车省力原理，区分生活中不同类型杠杆，同时发现人体骨骼肌肉也存在杠杆现象，落实工具技术与工程的科学主题，为后续简单机械学习打下基础。
二、学情分析
五年级学生在生活中见过独轮车、钳子、筷子等工具，有使用简单工具的生活经验，但不知道工具背后杠杆原理。学生具备基础动手实验能力，能够开展对比模拟实验，但是对于控制实验变量、分析实验现象归纳科学规律还需要教师引导，容易误认为所有杠杆都可以省力。
三、教学目标
（一）科学观念
1. 知道杠杆包含支点、用力点、阻力点三个关键位置；理解独轮车是省力杠杆，用力点距离支点越远、阻力点距离支点越近越省力。
2. 区分省力杠杆、省距离杠杆、等臂杠杆，了解车轮滚动能够减小摩擦力。
3. 初步认识人体部分肢体运动也运用杠杆原理。
（二）科学思维
1. 能根据模拟实验现象，对比不同位置下用力大小，推理杠杆三要素位置和用力大小之间的逻辑关系。
2. 可以对生活工具进行模型建构，将实物工具抽象为杠杆模型，判断杠杆的类型。
3. 能够辨析误区，明白杠杆不全部都是省力的，省力杠杆要付出距离的代价。
（三）探究实践
1. 能够利用直尺、石块、橡皮完成独轮车模拟对比实验，严格控制变量，观察、感受用力大小变化，梳理实验现象。
2. 能够主动列举生活杠杆工具，说出工具使用优势；尝试分析人体肢体杠杆实例。
3. 小组合作开展探究实验，规范开展实验操作，交流分享实验发现。
（四）态度责任
1. 感受古代劳动人民发明独轮车的智慧，体会工具技术能够改善人类劳动。
2. 在实验中尊重实验事实，如实记录自己的真实感受，乐于和同伴交流想法。
3. 初步建立技术来源于生活、服务生活的意识，懂得合理使用工具。
四、教学重难点
教学重点：认识杠杆的三个位置，通过模拟实验理解独轮车省力的原理。
教学难点：通过控制变量对比实验，推理支点、阻力点、用力点位置变化对杠杆作用的影响；区分不同类型杠杆。
五、教学准备
教师准备：独轮车相关视频，实验演示器材直尺、石块、橡皮；课堂练习题。
学生分组器材：直尺、石块、橡皮，实验记录单。
六、教学过程（40 分钟）
（一）课堂导入（5 分钟）
教师播放独轮车发展历史短视频，视频结束后提问：在古代没有汽车，人们搬运沉重石块、泥土会遇到很大困难，古时候人们发明了独轮车，大家在哪里见过独轮车？
学生自由发言，说出农田、工地、矿场等场景。
教师继续追问：独轮车能够轻松搬运很重的货物，大家猜想独轮车为什么可以省力？ 学生结合生活经验大胆猜想，有的学生会认为是轮子的原因，也有学生会猜测车子本身结构有秘密。教师顺势引出本节课课题：独轮车省力的秘密，板书课题。
（二）探究新知：认识杠杆（7 分钟）
教师出示撬棍撬石头的情境讲解：像撬棍这样，一根硬棒，借助支撑物就可以撬动重物，这种工具叫做杠杆。
教师讲解杠杆的三个重要位置：支点是杠杆围绕转动的固定支撑点；用力点是人施加力量的位置；阻力点是重物阻碍杠杆转动的位置。
教师结合撬石头的例子再次巩固三个点，让学生口头复述支点、用力点、阻力点含义。
教师过渡提问：独轮车省力，秘密就在于独轮车就是杠杆，我们能不能找到独轮车对应的支点、阻力点、用力点？
接下来我们通过模拟实验把独轮车简化，揭开它的秘密。
（三）模拟实验一：改变用力点位置，感受用力大小（10 分钟）
教师介绍模拟实验材料：直尺模拟独轮车杠杆，石块代表车上搬运的重物，橡皮模拟独轮车车轮也就是支点。
明确实验不变条件：橡皮支点、石块阻力点位置全程保持不动；改变条件是手指用力的位置。
教师演示三种操作：
第一种，手指用力位置靠近石块，距离支点很近；
第二种，手指放在直尺中间位置，距离支点适中；
第三种，手指放在直尺最末端，距离支点最远。
强调实验注意事项：用差不多大小的力度按压直尺，仔细感受抬起石块时手上用力大小，不要用眼睛主观猜测，以手部真实感受为准，小组内轮流体验。 学生分组动手实验，如实填写实验记录。
实验结束小组汇报交流，总结现象：用力点离支点越近，抬起石块需要用的力气越大；用力点距离支点越远，需要的力气就越小。
教师引导学生联系独轮车，对应理解：人手握住车把末端，也就是用力点离车轮支点远，搬运货物就更加省力。
（四）模拟实验二：改变支点位置，感受用力大小（8 分钟）
教师提出新的探究问题：如果我们手用力的位置、重物的位置固定不动，改变橡皮支点的位置，用力大小会不会变化？
明确本次实验控制变量：石块（阻力点）、手指用力位置固定不变；改变橡皮支点距离石块的远近。
教师示范三组操作：橡皮支点紧贴石块，距离阻力点近；橡皮放在直尺中间，距离阻力点适中；橡皮远离石块，距离阻力点很远。
学生分组开展对比体验实验，轮流操作感受用力大小，完成记录。
小组汇报实验结果：支点离重物阻力点越近，抬起重物用的力就越小；支点距离重物越远，需要的力气越大。
教师归纳两个模拟实验的共同结论：对于独轮车这个杠杆，重物越靠近车轮支点，人手握住车把越靠外（用力点离支点越远），搬运货物就越省力；同时独轮车的车轮滚动，还可以减小地面摩擦力，进一步减轻搬运负担。
（五）生活中的杠杆拓展（6 分钟）
教师引导：杠杆不只有独轮车，生活有大量杠杆类工具。
出示钳子、开瓶器、筷子、食品夹等工具。
引导学生分类：钳子、开瓶器属于省力杠杆，能用较小力气完成重活；筷子、食品夹属于省距离杠杆，手移动一小段距离，工具前端就可以大幅度运动；天平属于等臂杠杆。
组织学生小组讨论，说一说还知道哪些杠杆工具，分享工具带来的便利。之后教师拓展人体杠杆知识：我们的身体也藏着杠杆，抬手臂拿物体，肘关节就是支点，肌肉提供动力，手中物体带来阻力；踮脚、抬头低头、屈膝抬腿，骨骼都组成杠杆。鼓励学生课后自己感受身体杠杆。
（六）课堂练习（3 分钟）
完成课堂选择、判断习题，学生独立完成之后集体订正，针对易错点进行讲解。
重点辨析：杠杆不一定省力；省力杠杆不能省距离；独轮车省力来自杠杆原理加上车轮减小摩擦两个因素。
（七）课堂小结，布置作业（1 分钟）
师生共同梳理本节课学习收获：认识杠杆三要素，通过模拟实验搞懂独轮车省力的秘密，区分三类杠杆，知道人体也存在杠杆。
作业布置：回家寻找家中杠杆工具，分辨属于哪一类杠杆，简单记录下来。
七、板书设计
独轮车省力的秘密
杠杆：支点、用力点、阻力点
用力点远、阻力点近→省力
省力、省距离、等臂三类杠杆
八、教学反思
本节课以模拟实验为核心，学生动手体验充分，能够较好理解独轮车杠杆原理，但部分学生做实验时没有严格遵守控制变量要求，主观感受存在偏差。课堂可以增加更多实物教具，帮助学生把实物抽象成杠杆模型。同时对于省力与省距离的辩证关系，部分学生理解仍比较模糊，课后可以布置观察任务巩固认知。
6 / 6小学科学教科版（新教材）五年级上册
第二单元第2课《独轮车省力的秘密》同步练习题
一、填空题
独轮车能够省力搬运重物，是利用了________原理。
杠杆上有三个关键位置：________、用力点、________。
独轮车的车轮轴相当于杠杆的________，车上放重物的位置是________，人手握住车把的位置是________。
当杠杆的用力点到支点的距离________阻力点到支点的距离时，杠杆省力。
人体的肘关节可以看作杠杆的________，手臂肌肉提供动力，手拿的物体产生阻力。
二、选择题
使用独轮车搬运重物时，下面哪种做法会更省力（ ）
A. 重物尽量远离车轮，手握住车把靠近车轮
B. 重物尽量靠近车轮，手握住车把的最末端
C. 重物尽量靠近车轮，手握住车把靠近车轮
下列工具中，属于省力杠杆的是（ ）
A. 钓鱼竿 B. 开瓶器 C. 筷子
筷子夹菜的时候属于（ ）杠杆。
A. 省距离 B. 省力 C. 等臂
天平是典型的（ ）杠杆。
A. 省力 B. 省距离 C. 等臂
在直尺模拟独轮车的实验中，保持石块、支点位置不变，手指用力位置离支点越远，我们感受到用力（ ）
A. 越大 B. 越小 C. 没有变化
三、判断题（对的打√，错的打 ×）
杠杆一定都是省力的。（ ）
独轮车除了杠杆省力，车轮滚动还可以减小摩擦力，让搬运更轻松。（ ）
我们抬起手臂拿物体时，肘关节就是这个杠杆的支点。（ ）
省力杠杆可以省力，同时也能省距离。（ ）
改变杠杆上支点、用力点、阻力点的位置，杠杆的作用也会发生改变。（ ）
四、连线题
把工具和对应的杠杆类型连起来
羊角锤拔钉子
钓鱼竿 省距离杠杆
筷子 省力杠杆
开瓶器 等臂杠杆
天平
五、简答题
说一说独轮车省力的秘密是什么？
请写出两种生活中的杠杆工具，并分别说明它是省力杠杆还是省距离杠杆。
参考答案
一、填空题
杠杆
支点；阻力点
支点；阻力点；用力点
大于
支点
二、选择题
1.B 2.B 3.A 4.C 5.B
三、判断题
1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√
四、连线题
羊角锤拔钉子 —— 省力杠杆
钓鱼竿 —— 省距离杠杆
筷子 —— 省距离杠杆
开瓶器 —— 省力杠杆
天平 —— 等臂杠杆
五、简答题
答：独轮车运用杠杆原理。车轮轴是支点，放重物的位置是阻力点，手握车把是用力点；用力点距离支点比阻力点距离支点更远，所以可以省力。同时车轮滚动能够减小地面的摩擦力，搬运重物更加轻松。
示例： ①钢丝钳，属于省力杠杆； ②镊子，属于省距离杠杆。（答案合理即可）
2 / 3小学科学教科版（新教材）五年级上册
第二单元第2课《独轮车省力的秘密》课堂逐字稿
（课堂导入，5 分钟）
同学们，上课。 大家请看这段独轮车发展历史短视频，我们一起来看一看。
视频播放完毕。 同学们，在古代还没有汽车的时候，人们想要搬运沉重的石块、泥土，会遇到非常大的困难。古时候的劳动人民发明了独轮车，大家想一想，你们在哪里见过独轮车？
好，大家说得都不错，农田、工地、矿场这些地方都能见到独轮车的身影。
那老师继续问问大家，独轮车可以轻松搬运很重的货物，大家来猜想一下，独轮车为什么能够省力呢？
大家的猜想都很有道理，有的同学觉得是轮子起到关键作用，也有同学猜测是车子本身的结构藏着秘密。 那今天这节课，我们就一起来揭开《独轮车省力的秘密》。（板书课题）
（探究新知：认识杠杆，7 分钟）
同学们，我们先来看撬棍撬石头的场景。 大家看，像撬棍这样的一根硬棒，借助支撑物就能够撬动重物，这样的工具，我们就把它叫做杠杆。
杠杆上面有三个非常重要的位置，老师给大家讲解一下。 支点，就是杠杆围绕着转动的固定支撑点。 用力点，是人施加力量的位置。 阻力点，就是重物阻碍杠杆转动的位置。
我们再结合撬棍撬石头这个例子，再来巩固一遍这三个位置。 谁能够试着口头说一说支点、用力点、阻力点分别是什么含义？
非常好，看来大家已经初步了解杠杆的三个关键点了。 刚刚我们说到独轮车能够省力，其实秘密就在于，独轮车本身就是一个杠杆。 那大家想一想，我们能不能找出独轮车对应的支点、阻力点、用力点呢？ 接下来，我们就通过模拟实验，把独轮车进行简化，一起来揭开它背后的秘密。
（模拟实验一：改变用力点位置，感受用力大小，10 分钟）
同学们，我们先来认识本次模拟实验一的实验材料。 直尺用来模拟独轮车的杠杆，石块代表车上需要搬运的重物，橡皮模拟独轮车的车轮，也就是我们刚刚讲到的支点。
老师说清楚本次实验不变的条件：橡皮代表的支点、石块代表的阻力点，这两个位置全程保持不动。我们要改变的条件，是手指用力的位置。
接下来老师给大家演示三种操作，大家仔细观察。 第一种，手指用力的位置靠近石块，距离支点很近。 第二种，手指放在直尺的中间位置，距离支点适中。 第三种，手指放在直尺的最末端，距离支点最远。
老师在这里强调实验注意事项：大家按压直尺的时候，尽量使用差不多大小的力度，重点感受抬起石块的时候手上用力的大小。不要靠眼睛主观去猜测力量大小，要以我们手部真实的感受为准。小组内部同学要轮流进行体验，每个人都要试一试。
好，现在请各个小组领取器材，分组动手开展实验，并且如实填写好你们的实验记录单。
好，实验时间到，请大家停下手中操作。 哪个小组愿意来汇报分享你们小组的实验现象？
总结得很棒。我们可以发现：用力点离支点越近，抬起石块需要用的力气就越大；用力点距离支点越远，需要使用的力气就越小。
那我们把这个实验现象联系到独轮车上。大家想一想，人手握住车把的末端，就相当于用力点离车轮这个支点很远，所以搬运货物的时候就会更加省力。
（模拟实验二：改变支点位置，感受用力大小，8 分钟）
同学们，我们再来思考一个新的探究问题。 如果我们手用力的位置、重物的位置都固定不动，现在我们去改变橡皮支点的位置，大家猜一猜，用力的大小会不会发生变化？
老师明确本次实验的控制变量：石块代表的阻力点、手指用力的位置保持固定不变。我们这次改变的是橡皮支点距离石块的远近。
老师依旧先给大家示范三组操作，请同学们认真看。 第一组，橡皮支点紧贴石块，距离阻力点很近。 第二组，橡皮放在直尺中间，距离阻力点位置适中。 第三组，橡皮远离石块，距离阻力点很远。
现在请各小组分组开展对比体验实验，小组同学轮流操作，感受用力大小的变化，完成实验记录。
好，实验结束，请各小组来汇报你们的实验结果。
没错，通过实验我们得到这样的结果：支点离重物阻力点越近，抬起重物需要用的力就越小；支点距离重物越远，需要耗费的力气就越大。
现在老师把两个模拟实验的结论归纳在一起。 对于独轮车这个杠杆来说，重物越靠近车轮支点，人手握住车把的位置越靠外，也就是用力点离支点越远，搬运货物就越省力。 除此之外，独轮车的车轮滚动，还可以减小地面的摩擦力，进一步减轻我们搬运货物的负担。
（生活中的杠杆拓展，6 分钟）
同学们，杠杆并不是独轮车独有的，在我们的生活当中，还有大量杠杆类的工具。
大家看屏幕，这里有钳子、开瓶器、筷子、食品夹这些工具。 我们一起来给它们分分类。 钳子、开瓶器，属于省力杠杆，我们可以用较小的力气完成比较费力的工作。 筷子、食品夹属于省距离杠杆，我们的手只需要移动一小段距离，工具的前端就可以大幅度运动。 还有天平，天平属于等臂杠杆。
接下来请小组讨论，想一想，你还知道哪些杠杆类工具？可以说一说这些工具给我们带来了哪些便利。
同学们说得都非常丰富。其实不光工具当中有杠杆，我们的人体身体里面，也藏着杠杆。 比如我们抬起手臂拿物体的时候，肘关节就是支点，我们的肌肉提供动力，手里拿的物体带来阻力。 还有踮脚、抬头低头、屈膝抬腿这些动作，我们的骨骼都组成了杠杆。 大家课后可以自己感受一下我们身体当中的杠杆现象。
（课堂练习，3 分钟）
接下来我们来做几道课堂练习题，包含选择题和判断题。请大家独立完成。
好，大部分同学已经完成，我们集体来订正答案。 我们针对几个易错的知识点重点讲解。 第一点，杠杆不一定都是省力的。 第二点，省力的杠杆，是不能够省距离的。 第三点，独轮车能够省力，来自两方面，一是杠杆原理，二是车轮可以减小摩擦力，两个因素缺一不可。
（课堂小结，布置作业，1 分钟）
同学们，我们一起来梳理今天这节课的收获。 今天我们认识了杠杆的三个要素支点、用力点、阻力点，通过模拟实验弄懂了独轮车省力的秘密，区分了省力杠杆、省距离杠杆、等臂杠杆这三类杠杆，还知道我们人体当中也存在杠杆现象。
老师布置今天的课后作业：回家之后，找一找家里的杠杆工具，分辨它属于哪一类杠杆，简单记录下来。
好，今天的课就上到这里，下课。

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