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6.用重物驱动小车
姓名______ 班级______ 日期：____
让小车动起来：一个一个增加垫圈，_____个垫圈时小车刚好动起来。
改变小车的运动速度
垫圈数量与小车运动变化的关系
垫圈数量 起点到终点运动时间 平均运动时间 运动快慢（用●数量表示）
刚好动起来的垫圈数______ 第1次：________
第2次：________
第3次：________
第1次：________
第2次：________
第3次：________
第1次：________
第2次：________
第3次：________
我的发现：____________________________________________________________(共9张PPT)
教科版 五年级上册《运动和力》单元
1.用重物驱动小车
聚焦
我国自主研发的“玉兔号”月球车，它跨越38万公里去到月球表面。在月球上能独立前进、转弯，完成科研任务。
什么改变了月球车的运动状态
探索
（二）：研究垫圈数量与小车运动快慢的关系
怎样才能公平科学地得出垫圈数量和小车运动快慢的关系
研究问题：
垫圈数量不同，小车运动的快慢有什么变化？
实验中改变的条件：
____________________________________________________________

实验中保持相同的条件：____________________________________________________________
控制变量
重复测量
探索
拉动小车的力是怎么产生的？
拉小车的绳长多长比较合适？
绳子长度比桌子高度略短一些
垫圈的重力转换为小车的拉力
增加垫圈数量
会发生什么呢？
垫圈的重力 拉力 小车运动
实验要求
①标记小车运动的起点和终点；
②从能稳定驱动小车的垫圈数量开始，逐次增加垫圈；
③每种垫圈数量重复实验3次；
④记录每次小车从起点到终点的运动时间，并计算平均时间；
⑤实验过程中，除垫圈数量外，其他条件保持相同。
垫圈数量 从起点到终点的运动时间 平均运动时间 运动快慢
第1次：____秒
第2次：____秒
第3次：____秒 ____秒
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第3次：____秒 ____秒
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第3次：____秒 ____秒
研讨一
驱动小车的力是怎么产生的
垫圈数量和小车运动快慢有什么关系
拉力小
小车运动较慢
拉力大
小车运动较快
拉力小 拉力大
小车运动 慢
快
实验结论 垫圈数量越多，产生的拉力越大，小车运动相同距离所需的时间越短，小车运动得越快
研讨二
除了数字还能用什么办法表示小车运动快慢？
柱状图！
原点
拓展与延伸
如果要求小车在3秒左右运动1米，你有什么办法控制小车的运动快慢？
可以改变桌面的光滑程度
可以改变小车的重量，往上面放重物
拓展与延伸
月球引力较小
月面土壤松软
地形凹凸不平
这些条件会怎样影响月球车的运动？
作为小小科学家的你，可以怎样控制月球车的运动快慢？《用重物驱动小车》教学设计
【教材分析】
本课是第三单元《运动和力》的第2课，承接前一课《拆解我的小车模型》，继续以我国探月工程“玉兔”号月球车为单元大情境，引导学生从认识小车的结构与动力装置，进一步走向对“力与运动”关系的探究。教材按照“聚焦—探索—研讨—拓展”的逻辑展开。聚焦板块借助“玉兔”号月球车，引导学生思考是什么改变了月球车的运动状态，由月球车的动力问题过渡到“怎样让小车运动起来”。探索板块首先让学生利用小车、绳子和垫圈搭建重物驱动小车的装置，通过实际操作认识垫圈的重力可以转化为拉动小车的力；随后改变垫圈数量，在控制其他条件不变的情况下，测量小车运动相同距离所需的时间，研究拉力大小与小车运动快慢之间的关系。研讨板块引导学生依据实验数据归纳规律，并对实验数据、测量方法以及数据表示方式进行交流。拓展板块进一步提出“怎样控制小车运动的快慢”，使学生将本课获得的科学认识应用于新的问题，并为后续研究弹力、摩擦力以及月球小车工程设计奠定基础。
【学情分析】
五年级学生已经具有一定的推、拉物体的生活经验，知道力可以使静止的物体运动起来。通过前一课的学习，学生认识了普通小车的基本结构，知道马达能够为小车提供动力，也具备一定的小组合作、观察记录和实验操作能力。
但学生对于拉力大小与小车运动状态之间的关系仍停留在经验判断层面，对控制变量、重复测量以及利用实验数据形成结论还缺少系统经验。本课通过重物驱动小车实验，引导学生经历预测、实验、记录、分析的过程，逐步建立基于证据认识运动和力关系的意识。
【教学目标】
科学观念
知道重力可以转化为拉力来驱动小车，使静止的小车开始运动。
认识到改变拉力的大小可以改变小车的运动状态。
科学思维
观察并记录小车运动状态的数据，并基于数据归纳出拉力大小与小车运动状态的关系。
探究实践
能够使用控制变量的方法研究拉力大小与小车运动状态的关系。
态度责任
在实验探究中，发展进一步研究运动和力关系的兴趣。
意识到用实验数据作为证据的重要性，有基于证据发表见解的意识。
【教学重难点】
重点：通过实验探究重力转化形成的拉力大小与小车运动快慢之间的关系。
难点：根据实验数据进行分析和归纳，建立拉力大小与小车运动状态之间的关系。
【材料准备】
小组材料：金属框架四轮小车、细绳、回形针、质量相同的垫圈若干、秒表或计时器、卷尺、实验记录单、计算器。
教师材料：教学课件、“玉兔”号月球车图片或视频、重物驱动小车实验装置、实验数据汇总表。
【教学流程图】
【教学过程】
一、聚焦：什么改变了月球车的运动状态？
师：课件出示“玉兔”号月球车在月球表面运动的图片。提问：通过观察，我们发现月球车原来静止在月面上，后来能够前进、转弯，它的什么发生了变化？
生：月球车从静止变成运动；运动方向发生了改变；有时运动得快，有时运动得慢。
师追问：这些都属于物体运动状态的变化。想一想，是什么使月球车的运动状态发生了改变？
生：月球车内部的动力；受到力的作用。
师：从上节课拆解的小车模型，我们发现小车可以通过马达运动。如果今天不用马达，只给大家一辆小车、一根绳子和一些垫圈，我们还能不能让小车运动起来？
设计意图：承接前一课对小车动力结构的认识，以月球车运动状态变化为问题起点，从“什么结构能够提供动力”进一步走向“什么力能够改变运动状态”。通过限制材料和动力方式形成新的探究任务，使本课与单元月球车大情境保持连续。
二、探索（一）：让小车运动起来
师：分发小车、细绳、回形针和垫圈。请大家想办法利用这些材料，让静止的小车自己运动起来。
生：小组讨论，进行尝试。利用材料自主搭建装置，将细绳一端连接小车，另一端悬挂垫圈，通过垫圈向下运动带动小车前进。
师：巡视指导。对于暂时没有成功的小组，引导学生观察：垫圈怎样才能向下运动？垫圈向下运动时，怎样把作用传递给小车？绳长要多长才合适？
生：调整绳子的连接方式和长度，使垫圈悬挂在桌边，小车能够向前运动。
师：现在小车运动起来了。谁在拉小车？
生：绳子在拉小车。
师：绳子为什么能够拉小车？是谁在拉绳子？
生：垫圈。
师：垫圈为什么会向下运动？
生：因为垫圈受到地球的重力。
师：也就是说，垫圈受到的重力通过绳子转化成了拉动小车的力。这个力就可以使原来静止的小车运动起来。
教师板书：垫圈的重力 → 拉力 → 小车运动
师：如果增加垫圈的数量，会发生什么？
生：拉力可能变大；小车可能运动得更快。
师：这只是我们的预测。怎样证明呢？
设计意图：让学生经历自主搭建重物驱动小车装置的过程，在真实操作中建立“垫圈受到重力—产生拉力—小车运动”的认识。在此基础上自然产生“拉力大小会不会影响小车运动快慢”的新问题，为下一步定量实验做好认知和装置准备。
探索（二）：研究垫圈数量与小车运动快慢的关系
师：刚才大家预测，增加垫圈数量，小车可能会运动得更快。我们要研究的问题是：
垫圈数量不同，小车运动快慢会发生怎样的变化？
师：如果想比较不同垫圈数量下小车运动的快慢，怎样实验才公平？
生：每次使用同一辆小车；小车从相同的起点出发；运动到相同的终点；只改变垫圈数量。
师：很好。我们研究的是垫圈数量，所以实验中只改变什么？
生：垫圈的数量。
师：哪些条件要保持不变？
生：小车、起点、终点、运动距离、绳子的长度等要保持相同。
教师结合学生发言总结实验方法：
在桌面标出小车运动的起点和终点；先从能够使小车稳定运动的垫圈数量开始实验；逐次增加垫圈数量；每次都让小车从同一起点由静止开始运动；记录小车从起点运动到终点所需要的时间。
师：怎样判断小车运动得快还是慢？
生：看小车运动相同距离所需要的时间。
师：相同距离内，用的时间越少说明什么？
生：运动得越快。
师：一次实验得到的数据一定准确吗？
生：不一定。
师：所以每种垫圈数量我们都进行3次实验，再计算平均时间，这样得到的数据会更加可靠。
教师明确实验要求：
①标记小车运动的起点和终点；
②从能稳定驱动小车的垫圈数量开始，逐次增加垫圈；
③每种垫圈数量重复实验3次；
④记录每次小车从起点到终点的运动时间，并计算平均时间；
⑤实验过程中，除垫圈数量外，其他条件保持相同。
生：小组分工进行实验，记录不同垫圈数量下小车运动相同距离所需的时间，利用计算器计算平均值。
师：巡视各组实验，对起点终点不统一、释放和计时不同步等情况及时提醒。对于少量垫圈不能使小车运动的情况，引导学生如实记录，并从能够稳定启动小车的垫圈数量继续实验。
设计意图：围绕“垫圈数量与小车运动快慢的关系”组织控制变量实验，让学生经历明确变量、控制条件、重复实验、测量时间和计算平均值的科学探究过程。实验方法不是直接给出，而是在讨论“怎样比较才公平”的过程中逐步形成，落实探究实践目标。
三、研讨交流
研讨（一）
师：驱动小车运动的力是怎样产生的？小车运动快慢与拉力大小有什么关系？
（预设）生：垫圈受到重力向下运动，通过绳子形成拉动小车的；垫圈数量少，产生的拉力小，小车运动得慢；垫圈数量多，产生的拉力大，小车运动得快。
师总结：所以，在其他条件相同的情况下，改变拉力的大小能够改变小车的运动状态。
教师板书：
拉力小 → 小车运动较慢
拉力大 → 小车运动较快
研讨（二）
师：今天我们用运动时间来表示小车运动的快慢。现在黑板上有很多数据，如果想让别人更快地看出变化趋势，还可以怎样表示？
（预设）生：可以排序；可以画正字；可以画柱状图；可以用圆点多少表示。
师：数字能够比较准确地表示实验结果，图形则能够让数据的变化更加直观。科学研究中，我们可以根据需要选择合适的数据表示方法。
设计意图：研讨环节围绕教材核心问题展开，由“力是怎样产生的”回到科学概念，由“实验数据说明什么”形成拉力与运动状态之间的关系，再由数据差异反思实验方法，最后拓展到数据表达方式。使学生经历“解释现象—依据证据形成结论—评价实验方法—优化信息表达”的完整思维过程。
四、拓展延伸
师：通过实验，我们发现改变拉力的大小可以改变小车运动的快慢。现在给大家一个新的任务：如果要求小车在3秒左右运动1米，你有什么办法控制小车的运动快慢？
生（预设）：可以增加或者减少垫圈的数量。
师：如果垫圈数量不能改变，还有没有其他办法？
生（预设）：可以改变小车的重量；换不同的车轮；改变桌面的光滑程度。
师：这些方法都可能影响小车运动。今天我们研究的是拉力大小，接下来我们还会继续研究其他力对小车运动的影响。
教师再次出示“玉兔”号月球车图片。
师：如果把今天的小车放到月球上，它的运动情况会和地球上一样吗？
生：可能不一样，月球引力比地球小；月球表面也和我们的桌面不一样。
师：科学家在设计月球车时，不仅要考虑提供多大的动力，还需要考虑月球引力、月面土壤、车轮结构、能源等很多因素。请大家课后结合“玉兔号”月球车的工作环境，查阅资料，选择一个问题进行思考：月球引力较小、月面土壤松软、地形凹凸不平，这些条件会怎样影响月球车的运动？科学家可以怎样控制月球车的运动快慢？
布置课后任务：可以从月球引力、月壤、车轮结构、太阳能或驱动力等方面选择一个角度，用一幅图加几句话表达自己的想法。
设计意图：把课堂形成的“改变力可以改变运动状态”的认识迁移到新的工程任务中，引导学生从单一改变垫圈数量走向对小车重量、车轮、接触面等因素的思考。再由地球上的实验小车迁移到真实月球车，为后续研究摩擦力以及月球小车工程设计产生新的问题。
【板书设计】
【实验数据记录单】
用重物驱动小车
姓名_______ 班级_______ 日期：__________
一、让小车运动起来
利用小车、细绳和垫圈，让静止的小车运动起来。我发现：垫圈受到地球的____________，通过绳子产生拉动小车的____________，使小车运动起来。
二、研究垫圈数量与小车运动快慢的关系
研究问题：垫圈数量不同，小车运动的快慢有什么变化？
实验中改变的条件：_________________________________________________________
实验中保持相同的条件：____________________________________________________________
垫圈数量 从起点到终点的运动时间 平均运动时间 运动快慢
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第3次：____秒 ____秒
三、我们的发现
通过比较实验数据，我们发现：
垫圈数量越________，产生的拉力越________，小车运动相同距离所需的时间越________，小车运动得越________。
四、想一想
除了改变垫圈数量，还有什么方法可以改变小车运动的快慢？

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